特許 6857152 作業機械の油圧回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6857152

(24)【登録日】2021年3月23日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】作業機械の油圧回路

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/05 20060101AFI20210405BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20210405BHJP

   F16H 61/4035 20100101ALI20210405BHJP

   B66C 23/86 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/05 B

   F15B11/08 A

   F16H61/4035

   B66C23/86 A

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-65828(P2018-65828)

(22)【出願日】2018年3月29日

(65)【公開番号】特開2019-173949(P2019-173949A)

(43)【公開日】2019年10月10日

【審査請求日】2019年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】特許業務法人 武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大木 孝利

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−１９９６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７５３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４７９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１７９２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５０６２２６６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｃ ２３／８６

Ｆ１５Ｂ １１／０２

Ｆ１５Ｂ １１／０５

Ｆ１５Ｂ １１／０８

Ｆ１６Ｈ ６１／４０３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンにより駆動される可変容量型のメインポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型のパイロットポンプと、
前記メインポンプから吐出される作動油により駆動される旋回用油圧モータと、
操作部材の操作により作動し、前記メインポンプから前記旋回用油圧モータへ供給される作動油の流れ方向を制御する方向制御弁と、
前記方向制御弁の前後差圧により作動し、前記メインポンプから前記方向制御弁に供給される作動油の流量を調節する流量調節弁とを備えた作業機械の油圧回路において、
前記パイロットポンプの吐出側に設けられ、前記旋回用油圧モータに制動をかけるための前記操作部材の操作に基づいて、前記パイロットポンプの吐出圧を一次圧として指令圧を生成し、前記指令圧により前記流量調節弁を閉じる方向に制御する流量調節弁制御部を備え、
前記流量調節弁制御部は、
前記パイロットポンプの吐出流量に応じた差圧を発生させる可変絞りと、
前記可変絞りの前後差圧に応じた第１制御圧を生成する圧力制御弁と、
前記操作部材の操作と連動して作動し、前記旋回用油圧モータのメータイン側の圧力を第２制御圧として出力する制御圧選択弁と、
前記制御圧選択弁から出力される前記第２制御圧と前記メインポンプの吐出圧との差圧により作動し、前記第２制御圧が前記メインポンプの吐出圧より大きい場合に、前記可変絞りの下流圧を第３制御圧として出力し、前記第２制御圧が前記メインポンプの吐出圧より小さい場合に、タンク圧を前記第３制御圧として出力する制御圧切換弁と、
前記制御圧切換弁から出力された前記第３制御圧と、前記圧力制御弁にて生成された前記第１制御圧とのうち高圧側の制御圧を前記指令圧として出力するシャトル弁と、を含むことを特徴とする作業機械の油圧回路。

【請求項2】

エンジンと、
前記エンジンにより駆動される可変容量型のメインポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型のパイロットポンプと、
前記メインポンプから吐出される作動油により駆動される旋回用油圧モータと、
操作部材の操作により作動し、前記メインポンプから前記旋回用油圧モータへ供給される作動油の流れ方向を制御する方向制御弁と、
前記方向制御弁の前後差圧により作動し、前記メインポンプから前記方向制御弁に供給される作動油の流量を調節する流量調節弁とを備えた作業機械の油圧回路において、
前記パイロットポンプの吐出側に設けられ、前記旋回用油圧モータに制動をかけるための前記操作部材の操作に基づいて、前記パイロットポンプの吐出圧を一次圧として指令圧を生成し、前記指令圧により前記流量調節弁を閉じる方向に制御する流量調節弁制御部を備え、
前記流量調節弁制御部は、
前記エンジンの回転数を検出する第１回転数センサと、
前記方向制御弁に作用するパイロット圧を検出する第１圧力センサと、
前記旋回用油圧モータの作動油ポートの圧力を検出する第２圧力センサと、
前記メインポンプの吐出圧を検出する第３圧力センサと、
前記指令圧を生成する電磁比例減圧弁と、
前記第１回転数センサ、前記第１圧力センサ、前記第２圧力センサ、及び前記第３圧力センサの各検出信号を入力して、前記電磁比例減圧弁に駆動信号を出力するコントローラと、を含むことを特徴とする作業機械の油圧回路。

【請求項3】

エンジンと、
前記エンジンにより駆動される可変容量型のメインポンプと、
前記エンジンにより駆動される固定容量型のパイロットポンプと、
前記メインポンプから吐出される作動油により駆動される旋回用油圧モータと、
操作部材の操作により作動し、前記メインポンプから前記旋回用油圧モータへ供給される作動油の流れ方向を制御する方向制御弁と、
前記方向制御弁の前後差圧により作動し、前記メインポンプから前記方向制御弁に供給される作動油の流量を調節する流量調節弁とを備えた作業機械の油圧回路において、
前記パイロットポンプの吐出側に設けられ、前記旋回用油圧モータに制動をかけるための前記操作部材の操作に基づいて、前記パイロットポンプの吐出圧を一次圧として指令圧を生成し、前記指令圧により前記流量調節弁を閉じる方向に制御する流量調節弁制御部を備え、
前記流量調節弁制御部は、
前記エンジンの回転数を検出する第１回転数センサと、
前記旋回用油圧モータの出力側の回転数を検出する第２回転数センサと、
前記方向制御弁に作用するパイロット圧を検出する第１圧力センサと、
前記指令圧を生成する電磁比例減圧弁と、
前記第１回転数センサ、前記第２回転数センサ、及び前記第１圧力センサの各検出信号を入力して、前記電磁比例減圧弁に駆動信号を出力するコントローラと、を含むことを特徴とする作業機械の油圧回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の油圧回路に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、「操作指令に基づき回転数が決定される原動機と、原動機により駆動される可変容量油圧ポンプと、可変容量油圧ポンプからの吐出油で駆動される旋回モータと、可変容量油圧ポンプから旋回モータへ供給される圧油を制御する制御弁とを備えた作業機械の油圧回路であって、原動機の回転数を表す回転数信号を生成する回転数信号生成部と、可変容量油圧ポンプから制御弁に導かれる圧油の流量を調節する流量調節弁と、を備え、流量調節弁は、回転数信号生成部が出力する回転数信号に基づき、制御弁の前後差圧を原動機の回転数に応じた値とする」ことが記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−１５０６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、オープンセンタ型の制御弁が用いられており、当該制御弁が中立位置にあるとき、旋回モータの一次側と二次側の両ポートは制御弁を介して連通する。そのため、旋回モータは慣性により回転し続ける。旋回モータに制動をかけるためには、旋回操作レバーを旋回方向と逆方向に操作（以下、本明細書において「逆レバー操作」という）する。ここで、特許文献１では、流量調節弁の受圧面積に差を設けているため、逆レバー操作時に流量調節弁の制御圧用のポートに作用する圧力バランス次第で、流量調節弁がタンクと繋がる開位置に切り換わる場合が起こり得る。そうすると、オペレータの意図通りに旋回モータに制動をかけることができない可能性がある。

【0005】

本発明は、例えば逆レバー操作時等において、確実に旋回モータに制動をかけることができる作業機械の油圧回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される可変容量型のメインポンプと、前記エンジンにより駆動される固定容量型のパイロットポンプと、前記メインポンプから吐出される作動油により駆動される旋回用油圧モータと、操作部材の操作により作動し、前記メインポンプから前記旋回用油圧モータへ供給される作動油の流れ方向を制御する方向制御弁と、前記方向制御弁の前後差圧により作動し、前記メインポンプから前記方向制御弁に供給される作動油の流量を調節する流量調節弁とを備えた作業機械の油圧回路において、前記パイロットポンプの吐出側に設けられ、前記旋回用油圧モータに制動をかけるための前記操作部材の操作に基づいて、前記パイロットポンプの吐出圧を一次圧として指令圧を生成し、前記指令圧により前記流量調節弁を閉じる方向に制御する流量調節弁制御部を備え、前記流量調節弁制御部は、前記パイロットポンプの吐出流量に応じた差圧を発生させる可変絞りと、前記可変絞りの前後差圧に応じた第１制御圧を生成する圧力制御弁と、前記操作部材の操作と連動して作動し、前記旋回用油圧モータのメータイン側の圧力を第２制御圧として出力する制御圧選択弁と、前記制御圧選択弁から出力される前記第２制御圧と前記メインポンプの吐出圧との差圧により作動し、前記第２制御圧が前記メインポンプの吐出圧より大きい場合に、前記可変絞りの下流圧を第３制御圧として出力し、前記第２制御圧が前記メインポンプの吐出圧より小さい場合に、タンク圧を前記第３制御圧として出力する制御圧切換弁と、前記制御圧切換弁から出力された前記第３制御圧と、前記圧力制御弁にて生成された前記第１制御圧とのうち高圧側の制御圧を前記指令圧として出力するシャトル弁と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、例えば逆レバー操作時等において、確実に旋回モータに制動をかけることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】クレーンの概略図である。

【図2】第１実施形態に係る油圧回路の構成図である。

【図3】第２実施形態に係る油圧回路の構成図である。

【図4】図３に示すコントローラの制御ブロック図である。

【図5】第３実施形態に係る油圧回路の構成図である。

【図6】図５に示すコントローラ制御ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の各実施形態について、図面を用いて説明する。以下に示す各実施形態は、本発明に係る作業機械の油圧回路をクレーンに適用した例であるが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、各実施形態において同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0010】

（第１実施形態）
図１〜２を参照して、本発明に係る作業機械の油圧回路の第１実施形態を説明する。

【0011】

図１は、クレーン１の概略図である。作業機械の一例であるクレーン１は、下部走行体１０と、上部旋回体２０とを備える。下部走行体１０は、一対のクローラ１１、一対のクローラフレーム１２、及びクローラ１１を独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ１３を備える。上部旋回体２０は、旋回フレーム２１と、キャブ６と、旋回フレーム２１に設けられたエンジン２２と、メインポンプ２３と、パイロットポンプ２７と、旋回用油圧モータ２４と、旋回用油圧モータ２４の駆動力により上部旋回体２０を旋回駆動させる駆動機構２５と、制御弁ユニット２６とを備える。なお、キャブ６内には、上部旋回体２０の旋回操作を行うための旋回操作レバー（操作部材）３７が設けられている。

【0012】

上部旋回体２０には、起伏可能なブーム３１が設置される。ブーム３１の先端には不図示のシーブが設けられ、シーブに掛け回された巻き上げロープ３２の先端に設けた不図示のフックに吊り荷３３が吊り下げられる。上部旋回体２０は、旋回用油圧モータ２４により正逆所望の方向に所望の速度で駆動される。起伏ロープ３４は不図示のペンダントロープに接続される。起伏ロープ３４を図示しない起伏ウインチで繰り込み、繰り出すことによりブーム３１が俯仰動する。巻き上げロープ３２を不図示の巻き上げウインチにより繰り込み、繰り出すことにより、吊り荷３３が昇降される。

【0013】

図２は、第１実施形態に係る油圧回路２の構成図である。油圧回路２は、メインポンプ２３と、パイロットポンプ２７と、メインポンプ２３から吐出される作動油により駆動される旋回用油圧モータ２４と、旋回用油圧モータ２４に供給される作動油の流れ方向と流量を制御する制御弁ユニット２６と、パイロットポンプ２７の吐出圧の上限を制限するパイロットリリーフ弁２８と、パイロットポンプ２７の吐出側に設けられたエンジンスピードセンシング弁ユニット（ＥＳＳ弁ユニットという）２９と、旋回操作レバー３７（図１参照）の操作に連動して作動するメータイン圧選択弁（制御圧選択弁）４６と、逆転判定弁（制御圧切換弁）４７と、シャトル弁４８と、を備える。

【0014】

本実施形態では、ＥＳＳ弁ユニット２９（可変絞り４４、圧力制御弁４５）と、メータイン圧選択弁４６と、逆転判定弁４７と、シャトル弁４８とにより流量調節弁制御部７０が構成されており、詳しくは後述するが、流量調節弁制御部７０から出力される指令圧Ｐｇｒ´により制御弁ユニット２６の流量調節弁４３の作動が制御されている。

【0015】

メインポンプ２３は、エンジン２２により駆動され、制御弁ユニット２６に作動油を供給する。メインポンプ２３の吐出容量は、不図示のコントローラにより制御されるレギュレータで調整される。メインポンプ２３は、可変容量型の油圧ポンプである。パイロットポンプ２７は、エンジン２２により駆動され、ＥＳＳ弁ユニット２９に作動油を供給する。パイロットポンプ２７は、固定容量型の油圧ポンプである。なお、エンジン２２の回転数は、オペレータにより操作される不図示のアクセルペダルの踏込量に基づき制御される。

【0016】

制御弁ユニット２６は、メインポンプ２３から旋回用油圧モータ２４に供給される作動油（圧油）の流れ方向及び流量を制御する方向制御弁４１と、メインポンプ２３の吐出圧の上限を制限するリリーフ弁４２と、方向制御弁４１に導入される作動油の流量を調節する流量調節弁４３とを備える。流量調節弁４３は、メインポンプ２３の吐出ポートと方向制御弁４１を接続する油路から分岐してタンク６５へ接続される油路上に設置される。

【0017】

方向制御弁４１は、旋回操作レバー３７（図１参照）の操作に応じて生成されたパイロット圧ＰｉＬ，ＰｉＲにより、図示中央の中立位置４１Ｏ、図示左側の左位置４１Ａ、及び図示右側の右位置４１Ｂの間の任意の位置に切換えられる。方向制御弁４１が中立位置４１Ｏにある場合は、メインポンプ２３から吐出された作動油はブリードオフ絞り４１ＢＯを通ってタンク６５へ戻る。方向制御弁４１のパイロットポートにパイロット圧ＰｉＬ，ＰｉＲが導かれると、方向制御弁４１は左位置４１Ａ又は右位置４１Ｂの方向へ移動し、ブリードオフ絞り４１ＢＯの開口面積が減少し、メータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの開口面積が増加する。メインポンプ２３から吐出された作動油は、メータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂを通って旋回用油圧モータ２４に導かれる。

【0018】

方向制御弁４１には、メータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの下流圧（以下、メータイン絞り下流圧という）Ｐｃを流量調節弁４３に導くポートが設けられている。方向制御弁４１が中立位置４１Ｏにある場合、メータイン絞り下流圧Ｐｃはタンク圧である。方向制御弁４１が左位置４１Ａ又は右位置４１Ｂにある場合、メータイン絞り下流圧Ｐｃはメインポンプ２３の吐出圧がメータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの圧損で低下した圧力である。

【0019】

流量調節弁４３は、閉位置４３Ａと開位置４３Ｂとの間で切り換わる。開位置４３Ｂでは、メインポンプ２３の吐出油の一部がタンク６５へバイパスする。閉位置４３Ａでは、メインポンプ２３の吐出油は全量が方向制御弁４１に導入される。

【0020】

流量調節弁４３の切り換え位置は、以下の３つの圧力に応じて制御される。第１の圧力はメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓであり、流量調節弁４３を開位置４３Ｂ側に付勢するように導かれる。第２の圧力は方向制御弁４１のメータイン絞り下流圧Ｐｃであり、流量調節弁４３を閉位置４３Ａ側に付勢するように導かれる。第３の圧力はシャトル弁４８で選択される指令圧Ｐｇｒ´であり、流量調節弁４３を閉位置４３Ａ側に付勢するように導かれる。

【0021】

流量調節弁４３は、方向制御弁４１のメータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの前後差圧、すなわちメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓとメータイン絞り下流圧Ｐｃの差が指令圧Ｐｇｒ´に応じた値となるように開閉動作し、圧力補償弁としての機能を有する。

【0022】

ＥＳＳ弁ユニット２９は、パイロットポンプ２７の吐出流量に応じた差圧を発生させる可変絞り４４と、パイロットポンプ２７の吐出圧を一次圧として、その一次圧を可変絞り４４の前後差圧に応じて調圧した第１制御圧Ｐｇｒを生成させる圧力制御弁４５とを備える。第１制御圧Ｐｇｒは、エンジン回転数に応じて増減する。

【0023】

可変絞り４４は、パイロットポンプ２７の吐出圧（可変絞り４４の上流圧）Ｐｄと可変絞り４４の下流圧Ｐｅに基づき、開位置４４Ａと絞り位置４４Ｂとの間で切り換わる。具体的には、パイロットポンプ２７の吐出圧Ｐｄは、可変絞り４４を開位置４４Ａ側に切り換えるように導かれ、可変絞り４４の下流圧Ｐｅは、可変絞り４４を絞り位置４４Ｂ側に切り換えるように導かれる。バネは、可変絞り４４を絞り位置４４Ｂ側に切り換えるように付勢する。バネは、パイロットポンプ２７から作動油が吐出され始めると可変絞り４４が開位置４４Ａに切り換わるようなバネ定数を有する。

【0024】

可変絞り４４は、パイロットポンプ２７の吐出流量に応じた前後差圧を発生させ、パイロットポンプ２７の吐出流量と可変絞り４４の前後差圧が比例関係になるように、開位置４４Ａと絞り位置４４Ｂとの間の位置における開口面積が設定される。可変絞り４４の下流圧Ｐｅは、パイロットリリーフ弁２８によりおおよそ一定圧となるように規定される。

【0025】

圧力制御弁４５は、可変絞り４４の上流圧Ｐｄと下流圧Ｐｅに基づき位置４５Ａと位置４５Ｂとの間で切り換わる。可変絞り４４の上流圧Ｐｄが可変絞り４４の下流圧Ｐｅと第１制御圧Ｐｇｒとの和よりも大きい場合は、圧力制御弁４５は位置４５Ａ側に切り換えられ、可変絞り４４の上流圧Ｐｄが導かれることにより第１制御圧Ｐｇｒを増加させる。可変絞り４４の上流圧Ｐｄが可変絞り４４の下流圧Ｐｅと第１制御圧Ｐｇｒとの和よりも小さい場合は、圧力制御弁４５は位置４５Ｂ側に切り換えられ、タンク６５と接続されることにより第１制御圧Ｐｇｒを減少させる。すなわち、圧力制御弁４５は、可変絞り４４の下流圧Ｐｅを一次圧として、可変絞り４４の前後差圧に比例した第１制御圧Ｐｇｒを生成する。

【0026】

メータイン圧選択弁４６は、旋回操作レバー３７の操作と連動して、位置４６Ａと位置４６Ｂとの間で切り換わる。具体的には、パイロット圧ＰｉＬがパイロットポートに入力されると、メータイン圧選択弁４６は位置４６Ａに切り換わり、旋回用油圧モータ２４のメータイン油路（旋回用油圧モータ２４とメインポンプ２３とを繋ぐ油路）の圧力ＰＬを第２制御圧Ｐｍｉとして出力する。一方、パイロット圧ＰｉＲがパイロットポートに入力されると、メータイン圧選択弁４６は位置４６Ｂに切り換わって、旋回用油圧モータ２４のメータイン油路の圧力ＰＲを第２制御圧Ｐｍｉとして出力する。

【0027】

逆転判定弁４７は、メータイン圧選択弁４６から出力された第２制御圧Ｐｍｉとメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓとの差圧により作動する。第２制御圧Ｐｍｉがメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓより大きいとき（Ｐｍｉ＞Ｐｓ）、逆転判定弁４７は位置４７Ａに切り換わり、可変絞り４４の下流圧（ＥＳＳ弁ユニット２９の下流圧）Ｐｅを第３制御圧Ｐｆとして出力する。一方、第２制御圧Ｐｍｉがメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓより小さいとき（Ｐｍｉ＜Ｐｓ）、逆転判定弁４７は位置４７Ｂに切り換わり、タンク圧を第３制御圧Ｐｆとして出力する。

【0028】

シャトル弁４８は、ＥＳＳ弁ユニット２９にて生成された第１制御圧Ｐｇｒと逆転判定弁４７から出力された第３制御圧Ｐｆとのうち高圧側の制御圧を選択し、選択された高圧側の制御圧を指令圧Ｐｇｒ´として流量調節弁４３に出力する。

【0029】

（油圧回路の動作）
次に、第１実施形態に係る油圧回路２の動作について説明する。

【0030】

旋回操作レバー３７を通常操作して方向制御弁４１を左位置４１Ａ又は右位置４１Ｂに切り換えると、旋回用油圧モータ２４は回転を開始する。メータイン圧選択弁４６は、方向制御弁４１のパイロット圧ＰｉＬ，ＰｉＲに応じて方向制御弁４１のメータイン油路の圧力ＰＬ，ＰＲを第２制御圧Ｐｍｉとして出力する。逆転判定弁４７では、メインポンプ２３の吐出圧Ｐｓとメータイン圧選択弁４６から出力された第２制御圧Ｐｍｉとの大小を比較する。旋回用油圧モータ２４が通常回転中の場合、メインポンプ２３の吐出圧Ｐｓが第２制御圧Ｐｍｉより大きい（Ｐｓ＞Ｐｍｉ）ため、逆転判定弁４７はタンク圧を第３制御圧Ｐｆとして出力する。

【0031】

逆転判定弁４７が出力する第３制御圧Ｐｆがタンク圧のとき、シャトル弁４８はＥＳＳ弁ユニット２９から出力される第１制御圧Ｐｇｒを選択し、第１制御圧Ｐｇｒを指令圧Ｐｇｒ´として出力する。これにより、流量調節弁４３には第１制御圧Ｐｇｒが作用し、流量調節弁４３は、方向制御弁４１のメータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの前後差圧が第１制御圧Ｐｇｒに比例した圧力以下となるよう前後差圧の上限値を制御する。メータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの前後差圧が所定の上限値以下となるということは、方向制御弁４１は、開口面積に比例した流量制限値を持つということになる。したがって、流量調節弁４３は、方向制御弁４１の通過流量の上限値を、メータイン絞り４１Ｉａ，４１Ｉｂの開口面積及びエンジン２２の回転数に比例した流量とする働きを有する。

【0032】

旋回用油圧モータ２４が回転中において、方向制御弁４１を左位置４１Ａ又は右位置４１Ｂから中立位置４１Ｏに切り換える（戻す）と、旋回用油圧モータ２４の両ポートは方向制御弁４１を介して連通されるため、旋回用油圧モータ２４は慣性によって回転を続ける。この状態で旋回用油圧モータ２４に制動をかけたい場合には、旋回操作レバー３７を旋回用油圧モータ２４の回転方向と逆方向に操作して、旋回用油圧モータ２４から作動油が排出されている側のポートをメインポンプ２３と連通するように一時的に方向制御弁４１を切り換える（逆レバー操作）。すると、旋回用油圧モータ２４から排出される作動油は、方向制御弁４１の操作量に応じてリリーフ弁４２のリリーフセット圧を上限とする高圧に制御されるため、旋回用油圧モータ２４には制動トルクが発生する。

【0033】

このように逆レバー操作を行うと、旋回用油圧モータ２４のメータイン油路の圧力はメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓより高くなるため、メータイン圧選択弁４６から出力される第２制御圧Ｐｍｉもメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓより高くなる。その結果、メータイン圧選択弁４６の第２制御圧Ｐｍｉがメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓより大きくなり（Ｐｍｉ＞Ｐｓ）、逆転判定弁４７は可変絞り４４の下流圧Ｐｅを第３制御圧Ｐｆとして出力する。第３制御圧Ｐｆは第１制御圧Ｐｇｒより大きいため、シャトル弁４８は第３制御圧Ｐｆを指令圧Ｐｇｒ´として出力する。流量調節弁４３には可変絞り４４の下流圧Ｐｅに等しい第３制御圧Ｐｆが作用するため、流量調節弁４３は閉位置４３Ａに保持される。

【0034】

これにより、逆レバー操作時に旋回用油圧モータ２４のメータイン油路の圧力が低下することがなくなり、回転中の旋回用油圧モータ２４に確実に制動をかけることができる。より詳細に説明すると、メインポンプ２３の吐出圧Ｐｓ及び旋回用油圧モータ２４の両ポート圧ＰＬ，ＰＲは、方向制御弁４１の開口面積、メインポンプ２３の吐出量、及び上部旋回体２０の旋回速度などによって決定されるため、従来技術のように逆転判定弁４７から可変絞り４４の下流圧Ｐｅを流量調節弁４３に作用させることができない構成の場合、運転条件次第では、逆レバー操作時に流量調節弁４３が一時的に開位置４３Ｂに切り換わる場合が起こり得る。流量調節弁４３が開位置４３Ｂに切り換わると、メインポンプ２３と旋回用油圧モータ２４とを繋ぐメータイン油路がタンク６５と連通してメータイン油路の圧力が低下するため、旋回用油圧モータ２４の制動性能が低下する。

【0035】

これに対して、本実施形態では、メータイン圧選択弁４６から出力される第２制御圧Ｐｍｉにより、逆転判定弁４７が可変絞り４４の下流圧Ｐｅを第３制御圧Ｐｆとして出力するよう切り換わり、第３制御圧Ｐｆにより流量調節弁４３が閉位置４３Ａに保持されるため、確実に旋回用油圧モータ２４に制動をかけることができる。

【0036】

以上説明したように、第１実施形態においては、上部旋回体２０をエンジン回転数に応じた速度で旋回駆動させることが可能となり、エンジン回転数の変動によりポンプ吐出量が変動しても、常に広い操作域を確保することができる。また、上述したように、逆レバー操作時に流量調節弁４３が確実に閉位置４３Ａに保持されるため、逆レバー操作時にショックが発生することを抑制できる。

【0037】

（第２実施形態）
次に、図３〜図４を参照して、本発明に係る作業機械の油圧回路の第２実施形態を説明する。図３は、第２実施形態に係る油圧回路２０２の構成図である。図３に示す第２実施形態は、流量調節弁４３を制御する流量調節弁制御部１７０の構成が第１実施形態と相違するため、以下、相違点を中心に説明する。

【0038】

図３に示すように、第２実施形態に係る油圧回路２０２では、コントローラ５１と、回転数センサ５２と、電磁比例減圧弁５３と、圧力センサ５４〜５８とにより流量調節弁制御部１７０が構成されている。電磁比例減圧弁５３は、パイロットポンプ２７の吐出圧Ｐｄを一次圧としてコントローラ５１からの電気信号に応じた指令圧Ｐｇｒ´を流量調節弁４３に出力する。

【0039】

コントローラ５１は、エンジン２２の回転数を検出する回転数センサ５２、旋回操作レバー３７の左旋回操作に応じた左パイロット圧ＰｉＬを検出する圧力センサ５４、旋回操作レバー３７の右旋回操作に応じた右パイロット圧ＰｉＲを検出する圧力センサ５５、旋回用油圧モータ２４の左ポート圧力（左旋回時のメータイン側の圧力／以下、左旋回圧という）ＰＬを検出する圧力センサ５６、旋回用油圧モータ２４の右ポート圧力（右旋回時のメータイン側の圧力／以下、右旋回圧という）ＰＲを検出する圧力センサ５７、及びメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓを検出する圧力センサ５８からの各検出信号を入力し、これら各検出信号に基づいて、電磁比例減圧弁５３を駆動するための電気信号を出力する。

【0040】

次に、コントローラ５１の制御処理の詳細について説明する。図４は、コントローラの内部で行われる制御内容を示す制御ブロック図である。図４に示すように、エンジン２２の実回転数と目標差圧ＰＧＲが規定された実回転数−目標差圧テーブル１０１を参照して、回転数センサ５２にて検出されたエンジン回転数Ｎｅｎｇに対応する目標差圧ＰＧＲが選択器１０８に出力される。

【0041】

圧力センサ５４にて検出された左パイロット圧ＰｉＬと圧力センサ５５にて検出された右パイロット圧ＰｉＲとの差ΔＰｉが加算器１０２により演算され、演算された差ΔＰｉは切換器１０３に出力される。切換器１０３は、差ΔＰｉが０より大きい（ΔＰｉ＞０）とき圧力センサ５６にて検出された左旋回圧ＰＬを出力し、差ΔＰｉが０以下（ΔＰｉ≦０）のとき圧力センサ５７にて検出された右旋回圧ＰＲを出力する。

【0042】

加算器１０４にて、選択的に出力された左旋回圧ＰＬ又は右旋回圧ＰＲと、圧力センサ５８にて検出されたメインポンプ２３の吐出圧Ｐｓとの差Δが演算され、演算された差ΔＰは切換器１０７に出力される。切換器１０７には、出力器１０５から定数０、出力器１０６から定数５がそれぞれ入力されており、加算器１０４から入力された差ΔＰが０より大きい（ΔＰ＞０）のとき切換器１０７は定数０を選択器１０８に出力し、差ΔＰが０以下（ΔＰ≦０）のとき切換器１０７は定数５を選択器１０８に出力する。なお、出力器１０６により出力される定数は例えばパイロットリリーフ弁２８の設定圧である。

【0043】

選択器１０８は、目標差圧ＰＧＲと切換器１０７の出力（０または５）のうち最大値を選択して、ソレノイド出力部１０９に出力する。ソレノイド出力部１０９は、選択器１０８から出力された値を駆動信号に変換して電磁比例減圧弁５３に出力する。このように、第２実施形態では、図２に示すＥＳＳ弁ユニット２９、メータイン圧選択弁４６、逆転判定弁４７、シャトル弁４８からなるシステムによってなされる出力信号生成が電気的に実現される。

【0044】

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、逆レバー操作時に流量調節弁４３が確実に閉位置４３Ａに保持されるため、逆レバー操作時にショックが発生することを抑制できる。また、流量調節弁４３の制御を電気的に実現しているため、第１実施形態に比べて部品点数が低減され、油圧回路の構成を簡素化できる。

【0045】

（第３実施形態）
次に、図５〜図６を参照して、本発明に係る作業機械の油圧回路の第３実施形態を説明する。図５は、第３実施形態に係る油圧回路３０２の構成図である。図５に示す第３実施形態は、流量調節弁４３を制御する流量調節弁制御部２７０の構成が第２実施形態と一部相違するため、以下、相違点を中心に説明する。

【0046】

図５に示すように、第３実施形態に係る油圧回路３０２では、コントローラ５１と、回転数センサ５２，６０と、電磁比例減圧弁５３と、圧力センサ５４，５５とにより流量調節弁制御部２７０が構成されている。電磁比例減圧弁５３は、パイロットポンプ２７の吐出圧Ｐｄを一次圧としてコントローラ５１からの電気信号（駆動信号）に応じた指令圧Ｐｇｒ´を流量調節弁４３に出力する。

【0047】

コントローラ５１は、エンジン２２の回転数を検出する回転数センサ５２、旋回操作レバー３７の左旋回操作に応じた左パイロット圧ＰｉＬを検出する圧力センサ５４、旋回操作レバー３７の右旋回操作に応じた右パイロット圧ＰｉＲを検出する圧力センサ５５、旋回用油圧モータ２４と接続されて回転する上部旋回体２０の回転数を検出する回転数センサ６０からの各検出信号を入力し、これら各検出信号に基づいて、電磁比例減圧弁５３を駆動するための電気信号を出力する。

【0048】

次に、コントローラ５１の制御処理の詳細について説明する。図６は、コントローラの内部で行われる制御内容を示す制御ブロック図である。図６に示すように、エンジン２２の実回転数と目標差圧ＰＧＲが規定された実回転数−目標差圧テーブル１０１を参照して、回転数センサ５２にて検出されたエンジン回転数Ｎｅｎｇに対応する目標差圧ＰＧＲが選択器１０８に出力される。

【0049】

圧力センサ５４にて検出された左パイロット圧ＰｉＬと圧力センサ５５にて検出された右パイロット圧ＰｉＲとの差ΔＰｉが加算器１０２により演算され、演算された差ΔＰｉは積算器１１０に出力される。

【0050】

切換器１１１には、出力器１０５から定数０、出力器１０６から定数５がそれぞれ入力されており、積算器１１０から入力された積Ｄｉｒが０より小さい（Ｄｉｒ＜０）のとき切換器１１１は定数０を選択器１０８に出力し、積Ｄｉｒが０以上（Ｄｉｒ≧０）のとき切換器１１１は定数５を選択器１０８に出力する。なお、出力器１０６により出力される定数がパイロットリリーフ弁２８の設定圧である点は第２実施形態と同様である。

【0051】

選択器１０８は、目標差圧ＰＧＲと切換器１１１の出力（０または５）のうち最大値を選択して、ソレノイド出力部１０９に出力する。ソレノイド出力部１０９は、選択器１０８から出力された値を駆動信号に変換して電磁比例減圧弁５３に出力する。このように、第３実施形態でも第２実施形態と同様に、図２に示すＥＳＳ弁ユニット２９、メータイン圧選択弁４６、逆転判定弁４７、シャトル弁４８からなるシステムによってなされる出力信号生成が電気的に実現される。

【0052】

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、逆レバー操作時に流量調節弁４３が確実に閉位置４３Ａに保持されるため、逆レバー操作時にショックが発生することを抑制できる。また、流量調節弁４３の制御を電気的に実現しているため、第１実施形態に比べて部品点数が低減され、油圧回路の構成を簡素化できる。

【0053】

なお、上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

【符号の説明】

【0054】

１ クレーン（作業機械）
２，２０２，３０２ 油圧回路
２２ エンジン
２３ メインポンプ
２４ 旋回用油圧モータ
２７ パイロットポンプ
３７ 旋回操作レバー（操作部材）
４１ 方向制御弁
４３ 流量調節弁
４４ 可変絞り
４５ 圧力制御弁
４６ メータイン圧選択弁（制御圧選択弁）
４７ 逆転判定弁（制御圧切換弁）
４８ シャトル弁
５１ コントローラ
５２ 回転数センサ（第１回転数センサ）
５３ 電磁比例減圧弁
５４，５５ 圧力センサ（第１圧力センサ）
５６，５７ 圧力センサ（第２圧力センサ）
５８ 圧力センサ（第３圧力センサ）
６０ 回転数センサ（第２回転数センサ）
７０，１７０，２７０ 流量調節弁制御部
Ｐｇｒ´ 指令圧
Ｐｇｒ 第１制御圧
Ｐｍｉ 第２制御圧
Ｐｆ 第３制御圧
Ｐｅ 可変絞りの下流圧
Ｐｓ メインポンプの吐出圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】