WO2014091683A1 - 建設機械の油圧回路 - Google Patents

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WO2014091683A1
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浩司 上田
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コベルコ建機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic circuit of a construction machine such as a hydraulic excavator.
  • the excavator is a crawler-type lower traveling body, an upper revolving body 2 mounted on the upper revolving body 2 so as to be rotatable about an axis X perpendicular to the ground, and attached to the upper revolving body 2 for excavation work.
  • a front attachment 3 that operates so as to perform the above, a plurality of hydraulic actuators, and a hydraulic pump that supplies hydraulic oil to these hydraulic actuators.
  • the front attachment 3 includes a boom 4 that can freely move up and down, an arm 5 that is pivotally connected to the tip of the boom 4 around a horizontal axis in the left-right direction, and a tip that rotates around the horizontal axis in the left-right direction.
  • a bucket 6 that is movably coupled.
  • the hydraulic actuator includes a boom cylinder 7 that raises and lowers the boom 4, an arm cylinder 8 that rotates the arm 5 in the pushing and pulling directions, and a bucket 6 that rotates the bucket 6 so that the bucket 6 performs excavation and dumping operations.
  • a bucket cylinder 9 to be moved, left and right traveling motors that drive the lower traveling body 1, and a swing motor that drives the upper swing body 2 to rotate are included.
  • a control valve is interposed between each hydraulic actuator and a hydraulic pump as its hydraulic source, and this control valve operates to control the supply and discharge of pressure oil to and from each hydraulic actuator from the hydraulic pump.
  • the actuator circuits that are hydraulic circuits for operating the respective hydraulic actuators
  • the hydraulic cylinder circuit for operating the hydraulic cylinder there is a problem that the pressure loss on the return side becomes large when the hydraulic cylinder is contracted. is there.
  • a circuit for moving the arm cylinder 8 will be described with reference to FIG.
  • This circuit includes a hydraulic pump 10, a tank T, a hydraulic pilot control valve 11, a remote control valve (not shown), a head side pipe 12, a rod side pipe 13, and a return pipe 14. .
  • the control valve 11 is interposed between the hydraulic pump 10 and the tank T and the arm cylinder 8 and is operated by the remote control valve.
  • the arm cylinder 8 includes a cylinder body, a piston loaded in the cylinder body, and a rod extending in the axial direction from the piston, and the piston has a head side chamber (also referred to as a bottom side chamber) 8a in the cylinder body. And the rod side chamber 8b.
  • the head side pipe line 12 connects the head side chamber 8 a and the control valve 11, and the rod side pipe line 13 connects the rod side chamber 8 b and the control valve 11.
  • the return line 14 connects the control valve 11 and the tank T, and the return line 14 includes a check valve with a spring, which is a back pressure valve 15 for establishing a constant back pressure, and an oil cooler 16. Is provided.
  • the control valve 11 has a neutral position 11a, an arm pushing (cylinder contraction) position 11b, and an arm pulling (cylinder extension) position 11c. By switching between these positions, the supply of pressure oil to the arm cylinder 8 is performed. It is possible to control the exhaust, that is, the expansion / contraction operation of the arm cylinder 8.
  • the pressure loss on the return side occurs when the volume of the head side chamber 8a is larger than that of the rod side chamber 8b. That is, when the arm cylinder 8 operates in the contracting direction, a large amount of oil flows from the head side chamber 8a to the return pipe 14 due to the difference in volume between the chambers 8a and 8b. The pressure loss in the pressure valve 15 and the oil cooler 16 increases, and the power loss increases. In particular, when the arm 5 is driven in the push direction, the weight of the arm 5 accelerates the movement of the arm 5, so that the pressure loss becomes particularly large.
  • Patent Document 1 discloses a hydraulic circuit including two return pipes as a flow path for returning the return oil from the head side to the tank when the hydraulic cylinder is contracted.
  • a quick return circuit with a relief valve is connected to one return pipe, and a part of the return oil on the head side passes through the quick return circuit when the hydraulic cylinder is fully operated in the contraction direction. To return directly to the tank. Thereby, the pressure loss on the return side can be reduced.
  • the present invention provides a hydraulic circuit of a construction machine including a hydraulic cylinder, which can obtain a high pressure loss reduction effect with respect to pressure loss due to return oil from the head side chamber of the hydraulic cylinder with a simple circuit configuration. With the goal.
  • the hydraulic circuit provided by the present invention has a hydraulic pump that discharges hydraulic oil, a head side chamber, and a rod side chamber, and is supplied with hydraulic oil from the hydraulic pump to the head side chamber and the rod side chamber.
  • a hydraulic cylinder that operates, a control valve that is provided between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder and operates to control supply and discharge of the hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder, a head side chamber of the hydraulic cylinder, and the control A head side pipe connecting the valve, a rod side pipe connecting the rod side chamber of the hydraulic cylinder and the control valve, a return pipe connecting the control valve and the tank, and a back pressure valve provided in the return pipe
  • An oil cooler provided in the return pipe, and a pipe different from the return pipe, the control valve and the tank A tank direct line, and the control valve includes a first return passage for guiding return oil from the head side chamber of the hydraulic cylinder to the tank direct line, and return oil from the rod side chamber of the hydraulic cylinder. And a second return flow path for guiding the flow to the return pipe.
  • FIG. 1 shows a hydraulic circuit according to this embodiment, and this hydraulic circuit is mounted on the hydraulic excavator shown in FIG.
  • the hydraulic circuit includes first and second hydraulic pumps 17 and 18 that discharge hydraulic fluid when driven by an engine, a plurality of hydraulic actuators, a plurality of control valves, a head side conduit 35, and a rod side.
  • a pipe line 34, a return pipe line, a back pressure valve 31, an oil cooler 32, a tank direct line 33, and a tank T are provided.
  • the plurality of hydraulic actuators include a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a right travel motor 19, a left travel motor 20, and a turning motor 21.
  • the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 17 can be supplied to the boom cylinder 7, the bucket cylinder 9 and the right travel motor 19, and the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump 18 is The arm cylinder 8, the left traveling motor 20, and the turning motor 21 can be supplied.
  • the plurality of control valves include a boom control valve 22 interposed between the first hydraulic pump 17 and the boom cylinder 7, and an arm interposed between the second hydraulic pump 18 and the arm cylinder 8.
  • Right-hand drive that intervenes between the control valve 23 for use, the control valve 24 for bucket that is interposed between the first hydraulic pump 17 and the bucket cylinder 9, and the right-hand drive motor 19.
  • Control valve 25 left travel control valve 26 interposed between the second hydraulic pump 18 and the left travel motor 20, and swivel interposed between the second hydraulic pump 18 and the swing motor 21.
  • Control valve 27 Each of these control valves 22 to 27 is of a hydraulic pilot type, and is operated using a remote control valve (not shown) to control the supply and discharge of hydraulic fluid to the corresponding hydraulic actuator, that is, to operate the hydraulic actuator. Operate to control.
  • the arm cylinder 8 corresponds to a hydraulic cylinder that is a subject of the present invention.
  • the arm cylinder 8 has a head side chamber 8a and a rod side chamber 8b.
  • the head side pipe line 35 connects the head side oil chamber 8 a and the arm control valve 23, and the rod side pipe line 34 connects the rod side oil chamber 8 b and the arm control valve 23.
  • the return pipe line includes a plurality of individual return pipe lines 28 provided for the control valves 22 to 27, a main tank line 30 connected to the tank T, and return oil flowing through the individual return pipe lines 28.
  • First and second tank lines 29A and 29B joined to the main tank line 30, and the return oil from each of the hydraulic actuators 7 to 9 and 19 to 21 is basically routed through this return pipe Returned to tank T.
  • the first tank line 29A is provided for a hydraulic actuator driven by the first hydraulic pump 17, and the second tank line 29B is provided for a hydraulic actuator driven by the second hydraulic pump 18.
  • the second tank lines 29A and 29B are both connected to the tank T via the main tank line 30.
  • the back pressure valve 31 and the oil cooler 32 are provided in the main tank line 30 in series with each other.
  • the back pressure valve 31 is a valve for raising a constant back pressure
  • the oil cooler 32 is for cooling the hydraulic oil.
  • the tank direct line 33 is provided for the arm cylinder 8 and directly connects the arm control valve 23 and the tank T separately from the original return line.
  • the arm control valve 23 is configured so that return oil from the rod side chamber 8b through the rod side pipe 34 is routed through the same route as before, that is, through the individual return pipe 28, the second tank line 29B, and the main tank line 30. While returning to the tank T, the return oil from the head side chamber 8 a through the head side pipe 35 is directly returned to the tank T through a route passing through the tank direct line 33.
  • the arm control valve 23 has a neutral position 23a, an arm pushing position 23b, and an arm pulling position 23c.
  • the hydraulic oil from the second hydraulic pump is supplied to the rod side pipe.
  • a supply flow path that leads to the path 34 to reach the rod side chamber 8b of the arm cylinder 8 is formed, and at the arm pulling position 23b, the hydraulic oil is guided to the head side pipe line 35 to reach the head side chamber 8a of the arm cylinder 8.
  • a supply channel is formed.
  • the control valve 23 has first and second tank ports 36 and 37 as tank ports for guiding the return oil to the tank T.
  • a return line 28 is connected, and the tank direct line 33 is connected to the second tank port 37.
  • the control valve 23 is a return oil that is returned from the rod side chamber 8b through the rod side conduit 34 through the rod side conduit 8 at the arm pulling position 23c.
  • a first return flow channel 231 that leads to a return pipeline including the individual return pipeline 28, and a flow channel that communicates the head side pipeline 35 to the second tank port 37 at the arm pushing position 23c, that is,
  • a second return flow path 232 for guiding return oil returned from the head side chamber 8a through the head side pipe line 35 to the tank direct line 33.
  • the hydraulic circuit according to this embodiment further connects the regeneration conduit 38 that connects the tank direct line 33 and the rod side conduit 34, and the tank direct line 33 and the second tank line 29B. And a supply line 39.
  • a regeneration check valve 40 is provided in the regeneration conduit 38, and this regeneration check valve 40 allows only the flow of oil from the tank direct line 33 toward the rod side conduit 34.
  • the replenishment conduit 39 is provided with a replenishment check valve 41, and this replenishment check valve 41 allows only the flow of oil from the tank direct line 33 toward the second tank line 29B.
  • replenishment pipelines 42 and 43 with check valves are also provided between the second tank line 29B and both the rod side and head side pipelines 34 and 35, respectively.
  • the hydraulic oil in the head side chamber 8a of the arm cylinder 8 always moves to the tank T through the tank direct line 33 without the back pressure valve 31 and the oil cooler 32 when operating in the arm pushing (arm cylinder contraction) direction. Since it returns directly, the effect of reducing the pressure loss caused by the return oil can be enhanced. In addition, since this effect can be obtained by adding only one low-pressure pipe called the tank direct line 33, compared with the known technique described in Patent Document 1, the circuit configuration is simpler and requires fewer parts and has a lower cost. The above effect can be obtained.
  • the regeneration pipe line 38 with the check valve 40 connects the tank direct line 33 and the rod side pipe line 34, so that the arm cylinder 8 is operated alone, that is, a composite Even when the return oil from the other actuator circuit cannot be used for regeneration to the cylinder rod 8b side as in the operation, the return oil from the head side chamber 8a of the arm cylinder 8 is turned to the rod side pipe 34. It is possible to prevent the occurrence of cavitation.
  • the supply line 39 with the check valve 41 connects the tank direct line 33 and the tank line 29 so that the arm cylinder 8 and other hydraulic actuators are operated simultaneously. Sometimes it is possible to replenish return oil from the head side chamber 8a of the arm cylinder 8 to other hydraulic actuators.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the circuit of the hydraulic cylinder targeted by the present invention that is, the circuit provided with the tank direct line is not limited to the circuit related to the arm cylinder 8 as shown in the embodiment.
  • the present invention can be applied to a circuit related to another hydraulic cylinder (for example, a bucket cylinder or a boom cylinder) instead of the circuit related to the arm cylinder 8 or together with the circuit related to the arm cylinder 8.
  • construction machine provided with the hydraulic circuit according to the present invention is not limited to the hydraulic excavator, and can be applied to other construction machines configured with the hydraulic excavator as a base, for example.
  • a hydraulic circuit of a construction machine including a hydraulic cylinder has a simple circuit configuration, and a high pressure loss reduction effect is obtained with respect to pressure loss due to return oil from the head side chamber of the hydraulic cylinder.
  • This hydraulic circuit has a hydraulic pump that discharges hydraulic oil, a head side chamber and a rod side chamber, and a hydraulic cylinder that expands and contracts by receiving the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump to the head side chamber and the rod side chamber.
  • a control valve that is provided between the hydraulic pump and the hydraulic cylinder and operates to control supply and discharge of the hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder, and a head side chamber of the hydraulic cylinder and the control valve are connected to each other A head side pipe, a rod side pipe connecting the rod side chamber of the hydraulic cylinder and the control valve, a return pipe connecting the control valve and the tank, a back pressure valve provided in the return pipe, and the return
  • the oil cooler provided in the pipe and the return pipe are separate pipes that directly connect the control valve and the tank.
  • a control valve wherein the control valve includes a first return passage for guiding return oil from the head side chamber of the hydraulic cylinder to the tank direct line, and return oil from the rod side chamber of the hydraulic cylinder to the return pipe. And a second return channel for guiding.
  • the hydraulic oil in the head side chamber of the hydraulic cylinder always returns directly to the tank through the tank direct line without the back pressure valve and oil cooler, so that when the hydraulic cylinder is operated in the contracting direction,
  • the effect of reducing the pressure loss due to the return oil can be enhanced.
  • the above effect can be obtained with a simple circuit configuration with a small number of parts only by adding one low-pressure pipe called a tank direct line, and the cost can be reduced.
  • the hydraulic circuit according to the present invention further includes a regeneration conduit that connects the tank direct line and the rod side conduit, and the regeneration conduit is only for the flow of oil from the tank direct line to the rod side conduit. It is desirable to include a regenerative check valve that allows This regenerative pipe line is connected to the hydraulic cylinder head side chamber even when the hydraulic cylinder alone is operated, that is, when the return oil from another actuator circuit cannot be used for regeneration to the cylinder rod side, such as during combined operation. It is possible to prevent the occurrence of cavitation by turning the return oil to the rod side pipe line.
  • the hydraulic circuit according to the present invention includes a hydraulic actuator other than the hydraulic cylinder, another control valve provided for the other hydraulic actuator, and a supply pipe, and the return pipe includes the hydraulic pressure
  • the return pipe includes the hydraulic pressure
  • the replenishment conduit includes a replenishment check valve that connects the tank direct line and the tank line and permits only a flow of oil from the tank direct line to the tank line. Is desirable.
  • This replenishment pipeline replenishes the other hydraulic actuators with the return oil in the head side chamber of the hydraulic cylinder at the time of combined operation in which the hydraulic cylinder connected to the tank direct line and other hydraulic actuators are operated simultaneously. Enable.

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Abstract

簡単な構成で、油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油に起因する圧力損失を低減する効果を高めることが可能な建設機械の油圧回路が提供される。この回路は、油圧シリンダ（８）と、コントロールバルブ（２３）と、戻り管路（２８）と、これは別にコントロールバルブ（２３）とタンク（Ｔ）とを直結するタンク直通ライン３３と、を備える。コントロールバルブ（２３）は、油圧シリンダ（８）のヘッド側室（８ａ）からの戻り油をタンク直通ライン（３３）に導く流路と、油圧シリンダ（８）のロッド側室（８ｂ）からの戻り油を戻り管路（２８）に導く流路と、を有する。

Description

建設機械の油圧回路
　本発明は油圧ショベル等の建設機械の油圧回路に関するものである。
　本発明の背景技術を、図２に示すショベルを例にとって説明する。
　このショベルは、クローラ式の下部走行体と、その上に地面に対して垂直となる軸Ｘのまわりに旋回自在に搭載された上部旋回体２と、この上部旋回体２に取付けられ、掘削作業等を行うように作動するフロントアタッチメント３と、複数の油圧アクチュエータと、これらの油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、備える。フロントアタッチメント３は、起伏（上げ下げ）自在なブーム４と、その先端に左右方向の水平軸回りに回動可能に連結されるアーム５と、このアーム５の先端に左右方向の水平軸回りに回動可能に連結されるバケット６と、を有する。前記油圧アクチュエータには、ブーム４を上げ下げするブームシリンダ７と、アーム５を押し方向及び引き方向に回動させるアームシリンダ８と、バケット６が掘削動作及びダンプ動作を行うように当該バケット６を回動させるバケットシリンダ９と、下部走行体１を走行駆動する左右の走行モータと、上部旋回体２を旋回駆動する旋回モータと、が含まれる。各油圧アクチュエータとその油圧源である油圧ポンプとの間にはそれぞれコントロールバルブが介在し、このコントロールバルブは、前記油圧ポンプから各油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御するように作動し、これにより、当該各油圧アクチュエータの動作（油圧シリンダでは伸縮、モータでは正逆回転）を制御する。
　前記各油圧アクチュエータを作動させるための油圧回路であるアクチュエータ回路のうち、油圧シリンダを作動させるための油圧シリンダ回路においては、当該油圧シリンダの縮み操作時に、戻り側の圧力損失が大きくなるという問題がある。その例として、前記アームシリンダ８を動かすための回路を図３によって説明する。
　この回路は、油圧ポンプ１０と、タンクＴと、油圧パイロット式のコントロールバルブ１１と、図示しないリモコン弁と、ヘッド側管路１２と、ロッド側管路１３と、戻り管路１４と、を含む。前記コントロールバルブ１１は、前記油圧ポンプ１０及びタンクＴとアームシリンダ８との間に介在し、前記リモコン弁によって操作される。前記アームシリンダ８は、シリンダ本体と、シリンダ本体内に装填されるピストンと、このピストンから軸方向に延びるロッドとを含み、前記ピストンは、前記シリンダ本体内をヘッド側室（ボトム側室ともいう）８ａとロッド側室８ｂとに区画する。前記ヘッド側管路１２は前記ヘッド側室８ａと前記コントロールバルブ１１とを接続し、前記ロッド側管路１３は前記ロッド側室８ｂと前記コントロールバルブ１１とを接続する。前記戻り管路１４は、前記コントロールバルブ１１と前記タンクＴとを接続し、この戻り管路１４には、一定の背圧を立てるための背圧弁１５であるバネ付きチェック弁とオイルクーラ１６とが設けられる。前記コントロールバルブ１１は、中立位置１１ａ、アーム押し（シリンダ縮み）位置１１ｂ及びアーム引き（シリンダ伸び）位置１１ｃを有し、これらの位置の間で切換えられることにより、アームシリンダ８に対する圧油の給排、すなわちアームシリンダ８の伸縮動作の制御を可能にする。
　前記戻り側の圧力損失は、前記ヘッド側室８ａの容積がロッド側室８ｂのそれよりも大きいことにより生ずる。すなわち、アームシリンダ８が縮み方向に作動するときに、前記室８ａ，８ｂの容積の差によってヘッド側室８ａから戻り管路１４に大量の油が流れ、これにより、当該戻り管路１４での背圧弁１５及びオイルクーラ１６における圧力損失が増大し、動力ロスが大きくなる。とくに、アーム５が押し方向に駆動されるときは、当該アーム５の自重が当該アーム５の動きを加速するため、前記圧力損失がとりわけ大きくなる。
　この対策として、特許文献１は、油圧シリンダの縮み操作時にヘッド側からの戻り油をタンクに戻す流路として２つの戻り管路を備えた油圧回路を開示する。この油圧回路において、一方の戻り管路にはリリーフ弁付きのクイックリターン回路が接続され、油圧シリンダが縮み方向にフル操作された時にヘッド側の戻り油の一部が前記クイックリターン回路を通るルートで直接タンクに戻される。これにより、戻り側の圧力損失の低減が図られる。
　しかし、この技術は、油圧シリンダが縮み操作されるときの戻り側に２本の高圧配管やリリーフ弁等を要するため、回路構成が複雑で部品も多くコスト高となる。しかも、リリーフ弁を開いて戻り油をクイックリターンさせるので、リリーフ圧が立つ分だけ圧力損失の低減の効果が低くなる。
特開２００２－３３９９０４号公報
　本発明は、油圧シリンダを含む建設機械の油圧回路であって、簡単な回路構成で、当該油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油による圧力損失について高い圧力損失低減効果が得られるものを提供することを目的とする。本発明が提供する油圧回路は、作動油を吐出する油圧ポンプと、へッド側室及びロッド側室を有し、これらヘッド側室及びロッド側室への前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて伸縮作動する油圧シリンダと、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に設けられて当該油圧シリンダに対する前記作動油の給排を制御するように作動するコントロールバルブと、前記油圧シリンダのヘッド側室と前記コントロールバルブとを結ぶヘッド側管路と、前記油圧シリンダのロッド側室と前記コントロールバルブを結ぶロッド側管路と、前記コントロールバルブとタンクとを結ぶ戻り管路と、前記戻り管路に設けられる背圧弁と、前記戻り管路に設けられるオイルクーラと、前記戻り管路とは別の管路であって、前記コントロールバルブとタンクとを直結するタンク直通ラインと、を備え、前記コントロールバルブは、前記油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油を前記タンク直通ラインに導く第１戻り流路と、前記油圧シリンダのロッド側室からの戻り油を前記戻り管路に導く第２戻り流路と、を有する。
本発明の実施形態に係る油圧回路を示す回路図である。 前記油圧回路が搭載される建設機械である油圧ショベルの概略側面図である。 従来の建設機械の油圧回路を示す回路図である。
　本発明の実施形態を、図１を参照しながら説明する。図１は、当該実施形態にかかる油圧回路を示し、この油圧回路は図２に示す油圧ショベルに搭載される。
　前記油圧回路は、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第１及び第２油圧ポンプ１７，１８と、複数の油圧アクチュエータと、複数のコントロールバルブと、ヘッド側管路３５と、ロッド側管路３４と、戻り管路と、背圧弁３１と、オイルクーラ３２と、タンク直通ライン３３と、タンクＴと、を備える。
　前記複数の油圧アクチュエータには、ブームシリンダ７と、アームシリンダ８と、バケットシリンダ９と、右走行モータ１９と、左走行モータ２０と、旋回モータ２１と、が含まれる。前記第１油圧ポンプ１７が吐出する作動油は、前記ブームシリンダ７、前記バケットシリンダ９及び前記右走行モータ１９に供給されることが可能であり、前記第２油圧ポンプ１８が吐出する作動油は、前記アームシリンダ８、前記左走行モータ２０及び前記旋回モータ２１に供給されることが可能である。
　前記複数のコントロールバルブには、前記第１油圧ポンプ１７と前記ブームシリンダ７との間に介在するブーム用コントロールバルブ２２と、前記第２油圧ポンプ１８と前記アームシリンダ８との間に介在するアーム用コントロールバルブ２３と、前記第１油圧ポンプ１７と前記バケットシリンダ９との間に介在するバケット用コントロールバルブ２４と、前記第１油圧ポンプ１７と前記右走行モータ１９との間に介在する右走行用コントロールバルブ２５と、前記第２油圧ポンプ１８と前記左走行モータ２０との間に介在する左走行用コントロールバルブ２６と、前記第２油圧ポンプ１８と前記旋回モータ２１との間に介在する旋回用コントロールバルブ２７と、が含まれる。これらのコントロールバルブ２２～２７はそれぞれ油圧パイロット式のもので、図示しないリモコン弁を用いて操作されることにより、対応する油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する、つまり当該油圧アクチュエータの作動を制御する、ように作動する。
　前記複数の油圧アクチュエータのうち、前記アームシリンダ８が本発明の対象となる油圧シリンダに相当する。このアームシリンダ８は、ヘッド側室８ａとロッド側室８ｂと、を有する。前記ヘッド側管路３５は前記ヘッド側油室８ａと前記アーム用コントロールバルブ２３とを接続し、前記ロッド側管路３４は前記ロッド側油室８ｂと前記アーム用コントロールバルブ２３とを接続する。
　前記戻り管路は、各コントロールバルブ２２～２７ごとに設けられる複数の個別戻り管路２８と、タンクＴに接続されるメインタンクライン３０と、前記各個別戻り管路２８を流れる戻り油を前記メインタンクライン３０に合流させる第１及び第２タンクライン２９Ａ，２９Ｂと、を含み、各油圧アクチュエータ７～９，１９～２１からの戻り油が基本的にはこの戻り管路を通るルートでよってタンクＴに戻される。前記第１タンクライン２９Ａは、第１油圧ポンプ１７によって駆動される油圧アクチュエータについて設けられ、前記第２タンクライン２９Ｂは前記第２油圧ポンプ１８によって駆動される油圧アクチュエータについて設けられ、これら第１及び第２タンクライン２９Ａ，２９Ｂがいずれもメインタンクライン３０を介してタンクＴに接続されている。
　前記背圧弁３１及び前記オイルクーラ３２は、互いに直列に、前記メインタンクライン３０に設けられている。背圧弁３１は、一定の背圧を立てるための弁であり、オイルクーラ３２は作動油を冷却するためのものである。
　前記タンク直通ライン３３は、前記アームシリンダ８について設けられ、本来の戻り管路とは別に、前記アーム用コントロールバルブ２３とタンクＴを直結する。アーム用コントロールバルブ２３は、前記ロッド側室８ｂから前記ロッド側管路３４を通じての戻り油を従来と同じルート、すなわち、個別戻り管路２８、第２タンクライン２９Ｂ及びメインタンクライン３０を通るルートでタンクＴに戻す一方、前記ヘッド側室８ａから前記ヘッド側管路３５を通じての戻り油はタンク直通ライン３３を通るルートでタンクＴに直接戻すように構成されている。
　具体的に、前記アーム用コントロールバルブ２３は、中立位置２３ａと、アーム押し位置２３ｂと、アーム引き位置２３ｃと、を有し、アーム押し位置２３ｂでは第２油圧ポンプからの作動油をロッド側管路３４に導いてアームシリンダ８のロッド側室８ｂに至らせる供給流路を形成し、アーム引き位置２３ｂでは前記作動油をヘッド側管路３５に導いて前記アームシリンダ８のヘッド側室８ａに至らせる供給流路を形成する。
　一方、アームシリンダ８からの戻り油については、コントロールバルブ２３は、当該戻り油をタンクＴに導くタンクポートとして第１及び第２タンクポート３６，３７を有し、第１タンクポート３６に前記個別戻り管路２８が接続され、第２タンクポート３７に前記タンク直通ライン３３が接続されている。さらに、コントロールバルブ２３は、前記アーム引き位置２３ｃにおいて前記ロッド側管路３４を前記第１タンクポート３６に連通する流路、すなわち、前記ロッド側室８ｂから前記ロッド側管路３４を通じて戻される戻り油を前記個別戻り管路２８を含む戻り管路に導く第１の戻り流路２３１と、前記アーム押し位置２３ｃにおいて前記ヘッド側管路３５を前記第２タンクポート３７に連通する流路、すなわち、前記ヘッド側室８ａから前記ヘッド側管路３５を通じて戻される戻り油を前記タンク直通ライン３３に導く第２の戻り流路２３２と、を有する。
　この実施の形態に係る油圧回路は、さらに、前記タンク直通ライン３３と前記ロッド側管路３４とを接続する再生管路３８と、前記タンク直通ライン３３と前記第２タンクライン２９Ｂとを接続する補給管路３９と、を備える。再生管路３８には再生チェック弁４０が設けられ、この再生チェック弁４０はタンク直通ライン３３からロッド側管路３４に向かう油の流れのみを許容する。前記補給管路３９には補給チェック弁４１が設けられ、この補給チェック弁４１はタンク直通ライン３３から第２タンクライン２９Ｂに向かう油の流れのみを許容する。また、第２タンクライン２９Ｂとロッド側及びヘッド側両管路３４，３５との間にもそれぞれチェック弁付きの補給管路４２，４３が設けられている。
　この油圧回路では、アーム押し（アームシリンダ縮み）方向の操作時にアームシリンダ８のヘッド側室８ａ内の作動油が、常に、背圧弁３１及びオイルクーラ３２の無いタンク直通ライン３３を通ってタンクＴに直接戻るため、戻り油に起因する圧力損失を低減させる効果を高めることができる。しかも、この効果はタンク直通ライン３３という一本の低圧配管を追加するだけで得ることができるため、特許文献１に記載される公知技術と比較して簡単で必要部品の少ない回路構成により低いコストで前記効果を得ることができる。
　一方、この実施の形態に係る回路では、チェック弁４０付きの再生管路３８が、タンク直通ライン３３とロッド側管路３４とを接続することにより、アームシリンダ８の単独操作時、つまり、複合操作時のように他のアクチュエータ回路の戻り油をシリンダロッド８ｂ側への再生に利用することができない操作時にも、アームシリンダ８のヘッド側室８ａからの戻り油をロッド側管路３４に回してキャビテーションの発生を防止することを可能にする。
　さらに、この実施の形態では、チェック弁４１付きの補給管路３９が、タンク直通ライン３３とタンクライン２９とを接続することにより、アームシリンダ８と他の油圧アクチュエータとが同時に操作される複合操作時にアームシリンダ８のヘッド側室８ａからの戻り油を他の油圧アクチュエータに補給することを可能にする。
　本発明は、以上説明した実施形態に限定されない。例えば、本発明が対象とする油圧シリンダの回路、すなわち、タンク直通ラインが設けられる回路は、前記実施形態に示されるようなアームシリンダ８に係る回路に限らない。当該アームシリンダ８に係る回路に代えて、あるいは当該アームシリンダ８に係る回路とともに、他の油圧シリンダ（例えばバケットシリンダ、ブームシリンダ）に係る回路について本発明を適用することが可能である。
　また、本発明に係る油圧回路が設けられる建設機械は、油圧ショベルに限らず、例えば油圧ショベルを母体として構成される他の建設機械にも適用することができる。
　以上のように本発明によれば、油圧シリンダを含む建設機械の油圧回路であって、簡単な回路構成で、当該油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油による圧力損失について高い圧力損失低減効果が得られるものが提供される。この油圧回路は、作動油を吐出する油圧ポンプと、へッド側室及びロッド側室を有し、これらヘッド側室及びロッド側室への前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて伸縮作動する油圧シリンダと、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に設けられて当該油圧シリンダに対する前記作動油の給排を制御するように作動するコントロールバルブと、前記油圧シリンダのヘッド側室と前記コントロールバルブとを結ぶヘッド側管路と、前記油圧シリンダのロッド側室と前記コントロールバルブを結ぶロッド側管路と、前記コントロールバルブとタンクとを結ぶ戻り管路と、前記戻り管路に設けられる背圧弁と、前記戻り管路に設けられるオイルクーラと、前記戻り管路とは別の管路であって、前記コントロールバルブとタンクとを直結するタンク直通ラインと、前記コントロールバルブは、前記油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油を前記タンク直通ラインに導く第１戻り流路と、前記油圧シリンダのロッド側室からの戻り油を前記戻り管路に導く第２戻り流路と、を有する。
　この油圧回路によれば、油圧シリンダのヘッド側室内の作動油は、常に、背圧弁及びオイルクーラの無いタンク直通ラインを通ってタンクに直接戻るため、前記油圧シリンダが縮む方向に操作される時の戻り油に起因する圧力損失を低減させる効果を高めることができる。しかも、タンク直通ラインという一本の低圧配管を追加するだけの部品点数が少ない簡単な回路構成で前記効果が得られ、コストが安くてすむ。
　本発明に係る油圧回路は、前記タンク直通ラインと前記ロッド側管路とを接続する再生管路をさらに備え、この再生管路が、前記タンク直通ラインからロッド側管路に向かう油の流れのみを許容する再生チェック弁を含むのが、望ましい。この再生管路は、油圧シリンダの単独操作時、つまり、複合操作時のように他のアクチュエータ回路の戻り油をシリンダロッド側への再生に利用することができない時にも、油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油をロッド側管路に回してキャビテーションの発生を防止することができる。
　また本発明に係る油圧回路は、前記油圧シリンダ以外の他の油圧アクチュエータと、当該他の油圧アクチュエータについて設けられる他のコントロールバルブと、補給管路と、を備え、前記戻り管路は、前記油圧シリンダについて設けられた前記コントロールバルブ及び前記他のコントロールバルブについてそれぞれ設けられる複数の個別戻り管路と、これらの個別戻り管路に共通するタンクラインであって当該各個別戻り管路をタンクに接続するタンクラインと、を含み、前記補給管路は、前記タンク直通ラインと前記タンクラインとを接続するとともに、前記タンク直通ラインからタンクラインに向かう油の流れのみを許容する補給チェック弁を含むのが、望ましい。この補給管路は、タンク直通ラインに接続された前記油圧シリンダと他の油圧アクチュエータとについて同時に操作が行われる複合操作時に、前記油圧シリンダのヘッド側室の戻り油を他の油圧アクチュエータに補給することを可能にする。

Claims (3)

  1. 　建設機械に設けられる油圧回路であって、
    　作動油を吐出する油圧ポンプと、
    　へッド側室及びロッド側室を有し、これらヘッド側室及びロッド側室への前記油圧ポンプからの作動油の供給を受けて伸縮作動する油圧シリンダと、
    　前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に設けられて当該油圧シリンダに対する前記作動油の給排を制御するように作動するコントロールバルブと、
    　前記油圧シリンダのヘッド側室と前記コントロールバルブとを結ぶヘッド側管路と、
    　前記油圧シリンダのロッド側室と前記コントロールバルブとを結ぶロッド側管路と、
    　前記コントロールバルブとタンクとを結ぶ戻り管路と、
    　前記戻り管路に設けられる背圧弁と、
    　前記戻り管路に設けられるオイルクーラと、
    　前記戻り管路とは別の管路であって、前記コントロールバルブとタンクとを直結するタンク直通ラインと、を備え、前記コントロールバルブは、前記油圧シリンダのヘッド側室からの戻り油を前記タンク直通ラインに導く第１戻り流路と、前記油圧シリンダのロッド側室からの戻り油を前記戻り管路に導く第２戻り流路と、を有する、建設機械の油圧回路。
  2. 　請求項１記載の建設機械の油圧回路であって、前記タンク直通ラインと前記ロッド側管路とを接続する再生管路をさらに備え、この再生管路が、前記タンク直通ラインからロッド側管路に向かう油の流れのみを許容する再生チェック弁を含む、建設機械の油圧回路。
  3. 　請求項１または２記載の建設機械の油圧回路であって、前記油圧シリンダ以外の他の油圧アクチュエータと、当該他の油圧アクチュエータについて設けられる他のコントロールバルブと、補給管路と、を備え、前記戻り管路は、前記油圧シリンダについて設けられた前記コントロールバルブ及び前記他のコントロールバルブについてそれぞれ設けられる複数の個別戻り管路と、これらの個別戻り管路に共通するタンクラインであって当該各個別戻り管路をタンクに接続するタンクラインと、を含み、前記補給管路は、前記タンク直通ラインと前記タンクラインとを接続するとともに、前記タンク直通ラインからタンクラインに向かう油の流れのみを許容する補給チェック弁を含む、建設機械の油圧回路。
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