特開 2023-64458 建設機械の油圧回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023064458

(43)【公開日】2023-05-11

(54)【発明の名称】建設機械の油圧回路

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/02 20060101AFI20230501BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20230501BHJP

   F15B 11/028 20060101ALI20230501BHJP

   F15B 11/042 20060101ALI20230501BHJP

   F15B 11/044 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

F15B11/02 C

E02F9/22 P

F15B11/028 G

F15B11/042

F15B11/044

F15B11/028 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021174755

(22)【出願日】2021-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】505236469

【氏名又は名称】キャタピラー エス エー アール エル

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】小西 勲

(72)【発明者】

【氏名】峰 元太

(72)【発明者】

【氏名】金縄 裕也

(72)【発明者】

【氏名】大村 真也

(72)【発明者】

【氏名】島原 聖

(72)【発明者】

【氏名】宮森 和哉

【テーマコード（参考）】

2D003

3H089

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB04

2D003BA01

2D003BB03

2D003CA02

2D003DA02

2D003DB02

2D003FA02

3H089AA07

3H089AA20

3H089AA22

3H089AA23

3H089AA73

3H089BB27

3H089DA03

3H089DA13

3H089DB03

3H089DB37

3H089DB46

3H089DB47

3H089DB49

3H089EE36

3H089FF07

3H089GG02

3H089JJ01

(57)【要約】

【課題】ワークツール回路に低容量のリリーフバルブを用いることができる建設機械の油圧回路を提供する。
【解決手段】建設機械の油圧回路２は、可変容量形の油圧ポンプ４と、油圧ポンプ４が吐出した作動油によって作動するワークツール６と、ワークツール６を作動させるための信号を出力するワークツール操作装置１０と、ワークツール操作装置１０が出力した信号に基づき、油圧ポンプ４からワークツール６への作動油の供給を許容するコントロールバルブ１４と、コントロールバルブ１４とワークツール６との間を流れる作動油を逃がすツール用リリーフバルブ４４と、ワークツール６に流入する作動油の圧力を検出する圧力センサ４６と、圧力センサ４６によって検出された圧力が所定値を超えた場合に油圧ポンプ４の吐出量を低減させるコントローラ４８とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設機械の油圧回路であって、
可変容量形の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動するワークツールと、
前記ワークツールを作動させるための信号を出力するワークツール操作装置と、
前記ワークツール操作装置が出力した信号に基づき、前記油圧ポンプから前記ワークツールへの作動油の供給を許容するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブと前記ワークツールとの間を流れる作動油を逃がすツール用リリーフバルブと、
前記ワークツールに流入する作動油の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された圧力が所定値を超えた場合に前記油圧ポンプの吐出量を低減させるコントローラと、を備える建設機械の油圧回路。

【請求項2】

前記所定値は、前記ツール用リリーフバルブのリリーフ圧力以下に設定されている、請求項１に記載の建設機械の油圧回路。

【請求項3】

前記コントロールバルブは、前記ワークツールに流入する作動油量を制御するメータインバルブと、前記ワークツールから流出する作動油量を制御するメータアウトバルブとを有する、請求項１または２に記載の建設機械の油圧回路。

【請求項4】

建設機械の油圧回路であって、
油圧ポンプと、
いずれも前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動するワークツールおよびアクチュエータと、
前記ワークツールを作動させるための信号を出力するワークツール操作装置と、
前記アクチュエータを作動させるための信号を出力するアクチュエータ操作装置と、
前記ワークツール操作装置および前記アクチュエータ操作装置が出力した信号に基づき、前記油圧ポンプから前記ワークツールおよび前記アクチュエータへの作動油の供給を許容するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブの上流側に配置され前記油圧ポンプが吐出した作動油を逃がすメインリリーフバルブと、
前記コントロールバルブと前記ワークツールとの間を流れる作動油を逃がすツール用リリーフバルブと、
前記コントロールバルブの作動を制御するコントローラとを備え、
前記コントロールバルブは、前記ワークツールに流入する作動油量を制御するメータインバルブと、前記ワークツールから流出する作動油量を制御するメータアウトバルブとを含み、
前記コントローラは、前記ワークツール操作装置および前記アクチュエータ操作装置の双方から信号が出力された場合には、前記メータインバルブの開口面積を小さくして、前記メータインバルブの上流側の圧力よりも前記メータインバルブの下流側の圧力を降下させる建設機械の油圧回路。

【請求項5】

前記コントローラは、前記ワークツール操作装置および前記アクチュエータ操作装置の双方から信号が出力された場合には、前記メータインバルブの上流側の圧力が前記メインリリーフバルブのリリーフ圧力に到達する前に、前記メータインバルブの下流側の圧力が前記ツール用リリーフバルブのリリーフ圧力に到達しないように、前記メータインバルブの開口面積を小さくして、前記メータインバルブの上流側の圧力よりも前記メータインバルブの下流側の圧力を降下させる、請求項４に記載の建設機械の油圧回路。

【請求項6】

前記油圧ポンプは可変容量形であり、
前記ワークツールに流入する作動油の圧力を検出する圧力センサを含み、
前記コントローラは、前記圧力センサによって検出された圧力が所定値を超えた場合に前記油圧ポンプの吐出量を低減させる、請求項４または５に記載の建設機械の油圧回路。

【請求項7】

いずれも前記コントロールバルブと前記ワークツールとを接続する第１の管路および第２の管路と、
前記第１の管路から分岐して作動油タンクまで延びる第１のリリーフ管路と、
前記第２の管路から分岐して前記作動油タンクまで延びる第２のリリーフ管路とを含み、
前記ツール用リリーフバルブは、前記第１のリリーフ管路および前記第２のリリーフ管路のそれぞれに設けられている、請求項１から６までのいずれかに記載の建設機械の油圧回路。

【請求項8】

いずれも前記コントロールバルブと前記ワークツールとを接続する第１の管路および第２の管路と、
前記第１の管路と前記第２の管路とを接続する接続管路と、
前記接続管路に配置されたシャトルバルブと、
前記シャトルバルブの出口から作動油タンクまで延びるリリーフ管路とを含み、
前記ツール用リリーフバルブは前記リリーフ管路に設けられている、請求項１から６までのいずれかに記載の建設機械の油圧回路。

【請求項9】

前記ツール用リリーフバルブは電磁比例式リリーフバルブである、請求項１から８までのいずれかに記載の建設機械の油圧回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、各種ワークツールが着脱自在に装着される建設機械の油圧回路に関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械の代表例である油圧ショベルは、下部走行体と、下部走行体に旋回自在に支持された上部旋回体と、上部旋回体に装着されたフロント作業機とを備える。油圧ショベルのフロント作業機は、上部旋回体に揺動自在に連結されたブームと、ブームの先端に揺動自在に連結されたアームと、アームの先端に着脱自在に装着されたワークツールとを含む。

【0003】

油圧ショベルにおいては、ワークツールとして掘削作業用のバケットが装着されているものが多いが、バケット以外にも様々なワークツールが装着され得る。バケット以外のワークツールとしては、たとえば、コンクリートや岩石等を破砕するための油圧ハンマーや、木材等を掴むためのグラップルがある（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－１６８７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ワークツールには、ワークツールを作動させる回路（ワークツール回路）からリリーフバルブを介して作動油を逃がしながら使用するもの（たとえば、グラップル）がある。このようなワークツールを使用する場合には、リリーフ時にポンプの吐出量のすべてを流すことができる大容量のリリーフバルブがワークツール回路に装着されている必要がある。しかし、大容量のリリーフバルブは、価格が高く、ワークツール回路のコスト上昇の一因となっていた。

【0006】

また、ワークツールには、油圧ショベルの回路全体のリリーフ圧力よりも低い値にリリーフ圧力を設定しなければならないものがある。このようなワークツールと共に、ワークツール以外の他のアクチュエータを同時に使用する際は、ワークツールのリリーフ圧力までしか回路全体の圧力が上昇しないため、他のアクチュエータの操作性が悪化するという問題がある。

【0007】

上記事実に鑑みてなされた本発明の第１の課題は、ワークツール回路に低容量のリリーフバルブを用いることができる建設機械の油圧回路を提供することである。また、本発明の第２の課題は、ワークツールと他のアクチュエータとを同時操作する場合の操作性に優れた油圧回路を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の側面によれば、上記第１の課題を解決する以下の建設機械の油圧回路が提供される。すなわち、
「建設機械の油圧回路であって、
可変容量形の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動するワークツールと、
前記ワークツールを作動させるための信号を出力するワークツール操作装置と、
前記ワークツール操作装置が出力した信号に基づき、前記油圧ポンプから前記ワークツールへの作動油の供給を許容するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブと前記ワークツールとの間を流れる作動油を逃がすツール用リリーフバルブと、
前記ワークツールに流入する作動油の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された圧力が所定値を超えた場合に前記油圧ポンプの吐出量を低減させるコントローラと、を備える建設機械の油圧回路」が提供される。

【0009】

好ましくは、前記所定値は前記ツール用リリーフバルブのリリーフ圧力以下に設定されている。前記コントロールバルブは、前記ワークツールに流入する作動油量を制御するメータインバルブと、前記ワークツールから流出する作動油量を制御するメータアウトバルブとを有するのが好適である。

【0010】

また、本発明の第２の側面によれば、上記第２の課題を解決する以下の建設機械の油圧回路が提供される。すなわち、
「建設機械の油圧回路であって、
油圧ポンプと、
いずれも前記油圧ポンプが吐出した作動油によって作動するワークツールおよびアクチュエータと、
前記ワークツールを作動させるための信号を出力するワークツール操作装置と、
前記アクチュエータを作動させるための信号を出力するアクチュエータ操作装置と、
前記ワークツール操作装置および前記アクチュエータ操作装置が出力した信号に基づき、前記油圧ポンプから前記ワークツールおよび前記アクチュエータへの作動油の供給を許容するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブの上流側に配置され前記油圧ポンプが吐出した作動油を逃がすメインリリーフバルブと、
前記コントロールバルブと前記ワークツールとの間を流れる作動油を逃がすツール用リリーフバルブと、
前記コントロールバルブの作動を制御するコントローラとを備え、
前記コントロールバルブは、前記ワークツールに流入する作動油量を制御するメータインバルブと、前記ワークツールから流出する作動油量を制御するメータアウトバルブとを含み、
前記コントローラは、前記ワークツール操作装置および前記アクチュエータ操作装置の双方から信号が出力された場合には、前記メータインバルブの開口面積を小さくして、前記メータインバルブの上流側の圧力よりも前記メータインバルブの下流側の圧力を降下させる建設機械の油圧回路」が提供される。

【0011】

望ましくは、前記コントローラは、前記ワークツール操作装置および前記アクチュエータ操作装置の双方から信号が出力された場合には、前記メータインバルブの上流側の圧力が前記メインリリーフバルブのリリーフ圧力に到達する前に、前記メータインバルブの下流側の圧力が前記ツール用リリーフバルブのリリーフ圧力に到達しないように、前記メータインバルブの開口面積を小さくして、前記メータインバルブの上流側の圧力よりも前記メータインバルブの下流側の圧力を降下させる。

【0012】

前記油圧ポンプは可変容量形であり、前記ワークツールに流入する作動油の圧力を検出する圧力センサを含み、前記コントローラは、前記圧力センサによって検出された圧力が所定値を超えた場合に前記油圧ポンプの吐出量を低減させるのが好都合である。

【0013】

本発明の第１・第２の側面の双方ともに、いずれも前記コントロールバルブと前記ワークツールとを接続する第１の管路および第２の管路と、前記第１の管路から分岐して作動油タンクまで延びる第１のリリーフ管路と、前記第２の管路から分岐して前記作動油タンクまで延びる第２のリリーフ管路とを含み、前記ツール用リリーフバルブは、前記第１のリリーフ管路および前記第２のリリーフ管路のそれぞれに設けられているのが好ましい。あるいは、いずれも前記コントロールバルブと前記ワークツールとを接続する第１の管路および第２の管路と、前記第１の管路と前記第２の管路とを接続する接続管路と、前記接続管路に配置されたシャトルバルブと、前記シャトルバルブの出口から作動油タンクまで延びるリリーフ管路とを含み、前記ツール用リリーフバルブは前記リリーフ管路に設けられていてもよい。

【0014】

前記ツール用リリーフバルブは電磁比例式リリーフバルブであるのが好適である。

【発明の効果】

【0015】

本発明の第１の側面によれば、ワークツールに流入する作動油の圧力が所定値を超えた場合に油圧ポンプの吐出量を低減させるので、ツール用リリーフバルブを通過する作動油量を抑制することができ、ツール用リリーフバルブを低容量のものとすることができる。

【0016】

本発明の第２の側面によれば、ワークツール操作装置およびアクチュエータ操作装置の双方から信号が出力された場合には、メータインバルブの開口面積を小さくして、メータインバルブの上流側の圧力よりもメータインバルブの下流側の圧力を降下させるので、ツール用リリーフバルブのリリーフ圧力がメインリリーフバルブのリリーフ圧力よりも低い値に設定された場合であっても、アクチュエータに流入する作動油の圧力をツール用リリーフバルブのリリーフ圧力以上に高めることができ、ワークツールとアクチュエータとを同時操作する場合の操作性が良好となる。

【0017】

また、本発明の第２の側面によれば、ワークツールに流入する作動油量を制御するメータインバルブと、ワークツールから流出する作動油量を制御するメータアウトバルブとを備えるので、メータインバルブの開口を小さくするのと連動して、メータアウトバルブの開口が小さくする必要がなく、ワークツール回路の背圧上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に従って構成された建設機械の油圧回路を示す回路図。

【図2】図１に示す油圧回路の第１の変形例を示す回路図。

【図3】図１に示す油圧回路の第２の変形例を示す回路図。

【図4】図１に示す油圧回路の第３の変形例を示す回路図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に従って構成された建設機械の油圧回路の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0020】

（油圧回路２）
図１に示すとおり、油圧ショベル等の建設機械に搭載され得る油圧回路２は、可変容量形の油圧ポンプ４と、いずれも油圧ポンプ４が吐出した作動油（吐出油）によって作動するワークツール６およびアクチュエータ８と、ワークツール６を作動させるための信号を出力するワークツール操作装置１０と、アクチュエータ８を作動させるための信号を出力するアクチュエータ操作装置１２と、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２が出力した信号に基づき、油圧ポンプ４からワークツール６およびアクチュエータ８への作動油の供給を許容するコントロールバルブ１４と、いずれもコントロールバルブ１４とワークツール６とを接続する第１の管路１６および第２の管路１８と、を備える。

【0021】

（油圧ポンプ４）
油圧ポンプ４は、エンジン２０によって駆動され、作動油タンク２２から作動油を吸い込んでポンプ管路２４に吐出するようになっている。図１に示すとおり、ポンプ管路２４は、油圧ポンプ４とコントロールバルブ１４とを接続する管路である。なお、油圧ポンプ４は、上記のとおり、ワークツール６やアクチュエータ８に作動油を供給するものであるが、別途パイロットポンプが設けられていてもよい。

【0022】

（ワークツール６）
油圧回路２に着脱自在に装着されるワークツール６は、単動ワークツール６ａ（図１参照）または複動ワークツール６ｂ（図２参照）のいずれかである。図１に示す単動ワークツール６ａは、第１の管路１６または第２の管路１８のいずれか一方を流入路のみとして使用すると共に、第１の管路１６または第２の管路１８のいずれか他方を流出路のみとして使用する。単動ワークツール６ａとしては、たとえば、コンクリートや岩石等を破砕するための油圧ハンマーが挙げられる。

【0023】

一方、図２に示す複動ワークツール６ｂは、第１の管路１６および第２の管路１８を交互に流入路として使用すると共に、第１の管路１６および第２の管路１８を交互に流出路として使用する。複動ワークツール６ｂとしては、たとえば、木材等を掴むためのグラップルが挙げられる。なお、複動ワークツール６ｂのアクチュエータは、油圧シリンダ、油圧モータのいずれでもよい。

【0024】

（アクチュエータ８）
アクチュエータ８は、図１および図２には油圧シリンダとして示しているが、油圧シリンダに限定されず、油圧モータであってもよい。また、図示の実施形態では、アクチュエータ８を１個しか示していないが、アクチュエータ８は２個以上設けられていてもよい。このようなアクチュエータ８としては、たとえば、油圧回路２が油圧ショベルのものである場合、ブームを揺動させるブームシリンダ、アームを揺動させるアームシリンダ、油圧ショベルを走行させる走行モータ、上部旋回体を旋回させる旋回モータ等である。

【0025】

（ワークツール操作装置１０、アクチュエータ操作装置１２）
ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２は、操作量が増大するにしたがって出力する信号の強度が高くなる入力機器（たとえば、ジョイスティック、スライドスイッチ、ペダル等）を有する構成でよい。図示の実施形態では、アクチュエータ操作装置１２を１個しか示していないが、アクチュエータ操作装置１２は２個以上設けられていてもよい。

【0026】

ワークツール操作装置１０は、オペレータによって操作されると、ワークツール６を作動させるための電気信号または油圧信号を出力する。同様に、アクチュエータ操作装置１２は、オペレータによって操作されると、アクチュエータ８を作動させるための電気信号または油圧信号を出力する。図１には、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２が電気信号を出力する形態を示している。ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２が出力した電気信号は、後述のコントローラ４８を介してコントロールバルブ１４に送られる。

【0027】

なお、図示の実施形態とは異なり、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２がコントロールバルブ１４に対して油圧信号を出力してもよい。この場合には、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２から出力された油圧信号が圧力センサ（図示していない。）によって検出され、圧力センサの検出結果がコントローラ４８に入力される。

【0028】

（コントロールバルブ１４）
図示の実施形態のコントロールバルブ１４は、ワークツール６に流入する作動油量を制御するメータインバルブ２６と、ワークツール６から流出する作動油量を制御するメータアウトバルブ２８と、アクチュエータ８に流入する作動油量およびアクチュエータ８から流出する作動油量を制御するアクチュエータバルブ３０と、メータインバルブ２６の上流側に設置された第１のチェックバルブ３２と、アクチュエータバルブ３０の上流側に設置された第２のチェックバルブ３４とを含む。

【0029】

図示の実施形態のメータインバルブ２６およびメータアウトバルブ２８は、ワークツール操作装置１０がコントローラ４８に出力した電気信号に基づいて、コントローラ４８によって開口面積が制御される電磁比例式であるが、ワークツール操作装置１０が出力した油圧信号によって作動する油圧パイロット式バルブでもよい。

【0030】

図１に示すとおり、メータインバルブ２６は、２ポート切換弁であり、ポンプ管路２４に設置されている。ワークツール操作装置１０が信号を出力すると、コントローラ４８によってメータインバルブ２６が開放される。

【0031】

メータアウトバルブ２８は、４ポート切換弁であり、メータインバルブ２６とワークツール６との間に設けられている。メータアウトバルブ２８は、ワークツール操作装置１０が出力した信号に応じて、ポンプ管路２４を第１・第２の管路１６、１８のいずれか一方に接続すると共に、第１・第２の管路１６、１８のいずれか他方を第１の戻り管路３６に接続する。なお、第１の戻り管路３６は、メータアウトバルブ２８から作動油タンク２２に通じている。

【0032】

図示の実施形態のアクチュエータバルブ３０は、メータインバルブ２６等と同様に、アクチュエータ操作装置１２がコントローラ４８に出力した電気信号に基づいて、コントローラ４８によって開口面積が制御される電磁比例式であるが、アクチュエータ操作装置１２が出力した油圧信号によって作動する油圧パイロット式バルブであってもよい。

【0033】

アクチュエータバルブ３０は、４ポート切換弁であり、ポンプ管路２４に配置されている。アクチュエータバルブ３０は、アクチュエータ操作装置１２が出力した信号に応じて、ポンプ管路２４を第３・第４の管路３８、４０のいずれか一方に接続すると共に、第３・第４の管路３８、４０のいずれか他方を第２の戻り管路４２に接続する。

【0034】

なお、第３・第４の管路３８、４０は、いずれもアクチュエータバルブ３０とアクチュエータ８とを接続する管路であり、第２の戻り管路４２は、アクチュエータバルブ３０から作動油タンク２２に通じている。

【0035】

図示の実施形態の油圧回路２は、図１に示すとおり、さらに、コントロールバルブ１４とワークツール６との間を流れる作動油を逃がすツール用リリーフバルブ４４と、ワークツール６に流入する作動油の圧力を検出する圧力センサ４６と、コントローラ４８と、第１の管路１６から分岐して作動油タンク２２まで延びる第１のリリーフ管路５０と、第２の管路１８から分岐して作動油タンク２２まで延びる第２のリリーフ管路５２とを備える。

【0036】

（ツール用リリーフバルブ４４）
図示の実施形態においては、第１・第２のリリーフ管路５０、５２のそれぞれにツール用リリーフバルブ４４が設けられている。ツール用リリーフバルブ４４は、第１・第２のリリーフ管路５０、５２内の作動油の圧力がリリーフ圧力を超えた場合に、第１・第２のリリーフ管路５０、５２を流れる作動油を作動油タンク２２に逃がすようになっている。

【0037】

ツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力は、あらかじめ所要値（初期値）に設定されているが、ツール用リリーフバルブ４４が電磁比例式である場合には、オペレータがコントローラ４８に入力したワークツール６の種類に基づいて、コントローラ４８によって上記初期値が適宜変更され得る。

【0038】

また、ツール用リリーフバルブ４４が電磁比例式である場合には、ワークツール６の種類が入力されたときだけでなく、ワークツール操作装置１０から所要の信号が出力されたときにも、コントローラ４８によってツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力が変更され得る。

【0039】

たとえば、ワークツール操作装置１０から信号が出力されたとき、ワークツール６の流出路側に設けられているツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力が低減され得る。これによって、ワークツール６からの戻り油がメータアウトバルブ２８を経由するルートと、流出路側のツール用リリーフバルブ４４を経由するルートとに分流するので、ワークツール回路の背圧上昇を抑制することができる。なお、ワークツール６の流入路側のツール用リリーフバルブ４４については、背圧上昇抑制に影響しないので、リリーフ圧力を変更する必要はない。

【0040】

（圧力センサ４６）
圧力センサ４６は、メータアウトバルブ２８に付設されており、第１・第２の管路１６、１８のどちらが流入路となる場合であっても、メータアウトバルブ２８からワークツール６に向かって流れる作動油の圧力を検出する。圧力センサ４６が検出した結果は、コントローラ４８に送られる。

【0041】

（コントローラ４８）
コントローラ４８は、処理装置および記憶装置を有するコンピュータから構成されている。コントローラ４８は、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２が出力した信号に基づいて、コントロールバルブ１４の作動を制御すると共に、油圧ポンプ４の吐出量を制御する。

【0042】

図１に示すとおり、第１・第２の管路１６、１８は、メイクアップ管路５４によっても作動油タンク２２に接続されている。メイクアップ管路５４には、第１・第２の管路１６、１８内に負圧が生じた際に、第１・第２の管路１６、１８にキャビテーションが生じるのを防止するための一対のメイクアップ用チェックバルブ５６が配置されている。

【0043】

図示の実施形態の油圧回路２は、ポンプ管路２４内の作動油の圧力を検出する圧力センサ５８と、ポンプ管路２４から分岐して作動油タンク２２まで延びるバイパス管路６０と、バイパス管路６０を通って作動油タンク２２に戻る作動油の量を制御する電磁比例式のバイパスバルブ６２と、コントロールバルブ１４の上流側に配置され油圧ポンプ４が吐出した作動油を逃がすメインリリーフバルブ６４とを含む。

【0044】

メインリリーフバルブ６４は、ポンプ管路２４内の作動油の圧力がリリーフ圧力を超えた場合に、ポンプ管路２４を流れる作動油を作動油タンク２２に逃がすようになっている。一般に、メインリリーフバルブ６４のリリーフ圧力は、ツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力よりも高い値に設定される。

【0045】

図１に示すとおり、いずれも作動油タンク２２に接続されている第１・第２の戻り管路３６、４２、第１・第２のリリーフ管路５０、５２およびメイクアップ管路５４は、作動油タンク２２の手前で合流している。そして、作動油タンク２２に戻る作動油は、オイルクーラ６６を経由する冷却管路６８と、オイルクーラ６６を経由しない非冷却管路７０とのいずれかを通って作動油タンク２２に戻るようになっている。

【0046】

次に、上述したとおりの建設機械の油圧回路２の作動について説明する。

【0047】

ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２が操作されていない場合には、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２から信号が出力されない。この場合には、メータインバルブ２６、メータアウトバルブ２８およびアクチュエータバルブ３０が閉じられ、油圧ポンプ４の吐出油がワークツール６およびアクチュエータ８へ流入せず、ワークツール６等は作動しない。

【0048】

また、ワークツール操作装置１０等が操作されていない場合、コントローラ４８は、バイパスバルブ６２を開放する。これによって、油圧ポンプ４の吐出油がバイパス管路６０を通って作動油タンク２２に戻る。

【0049】

（ワークツール６の作動）
ワークツール操作装置１０が操作された場合には、ワークツール操作装置１０から信号が出力される。そうすると、コントローラ４８は、メータインバルブ２６およびメータアウトバルブ２８を作動させ、油圧ポンプ４からワークツール６に通じる油路を開放すると共に、バイパスバルブ６２の開口面積を減少させる。これによって、油圧ポンプ４の吐出油がワークツール６に供給され、ワークツール６が作動する。

【0050】

ワークツール操作装置１０に加えられる操作量が増加すると、操作量の増加に応じて、ワークツール操作装置１０から出力される信号の強度も上昇する。そうすると、コントローラ４８は、ワークツール操作装置１０からの信号の強度が上昇するにしたがって、油圧ポンプ４の吐出量を増大させると共に、メータインバルブ２６の開口面積およびメータアウトバルブ２８の開口面積を増大させ、かつ、バイパスバルブ６２の開口面積を減少させる。したがって、ワークツール操作装置１０の操作量の増加に応じて、ワークツール６の作動速度が上昇する。

【0051】

ただし、コントローラ４８は、圧力センサ４６によって検出された圧力（メータアウトバルブ２８からワークツール６に向かう作動油の圧力）が所定値を超えた場合には、ワークツール操作装置１０の操作量が変化していなくても、圧力センサ４６によって検出された圧力が所定値以下である場合と比較して、油圧ポンプ４の吐出量を低減させる。

【0052】

これによって、ワークツール６への流入路（第１の管路１６または第２の管路１８）内の作動油の圧力が所定値を超えた場合、ワークツール６の流入路側のツール用リリーフバルブ４４を通過する作動油の量を抑制することができ、ツール用リリーフバルブ４４を低容量のものとすることができる。また、ツール用リリーフバルブ４４を通過する作動油の量が抑制されるので、リリーフ時のエネルギー損失が軽減される。

【0053】

吐出量が低減された後の油圧ポンプ４の吐出量は、ツール用リリーフバルブ４４の容量（通過可能な流量）以下であり、吐出量低減後の油圧ポンプ４から吐出された作動油のすべてがツール用リリーフバルブ４４を通過可能であるのが好ましい。

【0054】

油圧ポンプ４の吐出量低減制御の開始に係る上記所定値は、ツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力（初期値）以下の任意の値に設定され得る。ただし、ワークツール６の作動への影響を少なくする観点から、上記所定値は、できるだけ大きい値であるのが好ましい。

【0055】

ワークツール６の種類に基づいて、コントローラ４８によってツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力が初期値から変更された場合には、リリーフ圧力の変更に応じて上記所定値も変更され得る。

【0056】

ただし、ワークツール回路の背圧上昇抑制のため、ワークツール６の操作中に、ワークツール６の流出路側に設けられているツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力を低減した場合については、リリーフ圧力の低減に応じて上記所定値を変更する必要はない。上記所定値は、ワークツール６の流入路側のツール用リリーフバルブ４４を通過する作動油の量を抑制するための値であり、ワークツール６の流出路側のツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力との関連性は低いためである。

【0057】

なお、コントローラ４８による上述の制御（圧力センサ４６によって検出された圧力が所定値を超えた場合に油圧ポンプ４の吐出量を低減させる制御）は、ワークツール操作装置１０のみから信号が出力された場合でも、あるいは、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２の双方から信号が出力された場合でも、いずれの場合も実行されるようになっている。

【0058】

（ワークツール６およびアクチュエータ８の作動）
ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２が操作された場合には、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２の双方から信号が出力される。そうすると、コントローラ４８は、メータインバルブ２６、メータアウトバルブ２８およびアクチュエータバルブ３０を作動させ、油圧ポンプ４からワークツール６およびアクチュエータ８に通じる各油路を開放すると共に、バイパスバルブ６２の開口面積を減少させる。これによって、油圧ポンプ４の吐出油がワークツール６およびアクチュエータ８に供給され、ワークツール６およびアクチュエータ８が作動する。

【0059】

上述のとおり、ワークツール操作装置１０から出力される信号の強度が上昇するにしたがって、メータインバルブ２６の開口面積がコントローラ４８によって増大される。ただし、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２の双方から信号が出力された場合には、ワークツール操作装置１０のみから信号が出力された場合と比較して、メータインバルブ２６の開口面積が小さくなるようにコントローラ４８によって制御される。

【0060】

すなわち、（１）ワークツール操作装置１０のみから信号が出力された場合、（２）ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２の双方から信号が出力された場合、をそれぞれ比較すると、（１）、（２）の場合でワークツール操作装置１０から出力された信号の強度が同一であっても、（１）の場合におけるメータインバルブ２６の開口面積よりも、（２）の場合におけるメータインバルブ２６の開口面積の方が小さくなるように、コントローラ４８によって制御される。

【0061】

より具体的には、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２の双方から信号が出力された場合には、コントローラ４８によって以下の制御が実行される。すなわち、メータインバルブ２６の上流側の圧力（アクチュエータ８に流入する作動油の圧力）がメインリリーフバルブ６４のリリーフ圧力に到達する前に、メータインバルブ２６の下流側の圧力（ワークツール６に流入する作動油の圧力）がツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力に到達しないように、メータインバルブ２６の開口面積を小さくして、メータインバルブ２６の上流側の圧力よりもメータインバルブ２６の下流側の圧力を降下させる制御が実行される。

【0062】

これによって、ツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力がメインリリーフバルブ６４のリリーフ圧力よりも低い値に設定された場合であっても、アクチュエータ８に流入する作動油の圧力を、ツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力以上に（図示の実施形態ではメインリリーフバルブ６４のリリーフ圧力まで）高めることができる。したがって、ワークツール６とアクチュエータ８とを同時操作する場合の操作性が良好となる。

【0063】

また、図示の実施形態においては、ワークツール６に流入する作動油量を制御するメータインバルブ２６と、ワークツール６から流出する作動油量を制御するメータアウトバルブ２８とを備えているので、メータインバルブ２６の開口を小さくするのと連動して、メータアウトバルブ２８の開口を小さくする必要がなく、ワークツール回路の背圧上昇を抑制することができる。

【0064】

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず種々の変形が可能である。たとえば、上述の実施形態においては、ツール用リリーフバルブ４４が２個設けられている例を説明したが、ツール用リリーフバルブ４４は１個であってもよい。

【0065】

この例について図２を参照して説明すると、全体を符号７２で示す油圧回路は、第１の管路１６と第２の管路１８とを接続する接続管路７４と、接続管路７４に配置されたシャトルバルブ７６と、シャトルバルブ７６の出口から作動油タンク２２まで延びるリリーフ管路７８とを含む。そして、ツール用リリーフバルブ４４は、リリーフ管路７８に１個設けられている。図２に示す例においては、ツール用リリーフバルブ４４が１個であるので、ツール用リリーフバルブ４４が２個設けられている場合（図１に示す形態）よりも、コストを低く抑えることができる。

【0066】

また、別の変形例としては、たとえば図３に示すとおり、油圧ポンプ４が２個設けられているものを挙げることができる。図３に示す油圧回路８０においては、油圧ポンプ４（４ａ、４ｂ）が２個設けられているほか、ポンプ管路２４（２４ａ、２４ｂ）や、メータインバルブ２６（２６ａ、２６ｂ）、アクチュエータ８（８ａ、８ｂ）、アクチュエータバルブ３０（３０ａ、３０ｂ）、バイパスバルブ６２（６２ａ、６２ｂ）等も２個設けられている。

【0067】

また、図３に示す油圧回路８０においては、一方のポンプ管路２４ａと、他方のポンプ管路２４ｂとを連結する連結管路８２と、連結管路８２に配置されたシャトルバルブ８４と、シャトルバルブ８４の出口から作動油タンク２２まで延びるメインリリーフ管路８６とが設けられている。そして、メインリリーフ管路８６にメインリリーフバルブ６４が設置されている。

【0068】

なお、図３においては、煩雑さを回避する観点から、ワークツール操作装置１０、アクチュエータ操作装置１２およびコントローラ４８を省略している。

【0069】

図３のように、２個の油圧ポンプ４ａ、４ｂが設けられている場合には、一方の油圧ポンプ４ａのみからワークツール６に作動油を供給し、あるいは、他方の油圧ポンプ４ｂのみからワークツール６に作動油を供給し、あるいは、双方の油圧ポンプ４ａ、４ｂからワークツール６に作動油を供給することができる。

【0070】

たとえば、双方の油圧ポンプ４ａ、４ｂからそれぞれ同量の作動油をワークツール６に供給する場合、ワークツール操作装置１０から出力される信号の強度が上昇するにしたがって、各バイパスバルブ６２ａ、６２ｂの開口面積が次第に減少していくと共に、各メータインバルブ２６ａ、２６ｂの開口面積が次第に増大していく。

【0071】

そして、圧力センサ４６によって検出された圧力が、ツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力以下に設定された所定値を超えた場合には、各油圧ポンプ４ａ、４ｂの吐出量が低減される。

【0072】

また、図３に示す例において、ワークツール操作装置１０およびアクチュエータ操作装置１２の双方から信号が出力された場合には、メータインバルブ２６ａ、２６ｂの上流側の圧力がメインリリーフバルブ６４のリリーフ圧力に到達する前に、メータインバルブ２６ａ、２６ｂの下流側の圧力がツール用リリーフバルブ４４のリリーフ圧力に到達しないように、メータインバルブ２６ａ、２６ｂの開口面積を小さくして、メータインバルブ２６ａ、２６ｂの上流側の圧力よりもメータインバルブ２６ａ、２６ｂの下流側の圧力を降下させる制御が実行される。

【0073】

なお、一方の油圧ポンプ４ａのみからワークツール６に作動油を供給する場合には、ワークツール操作装置１０の操作に応じて、一方のメータインバルブ２６ａの開口面積が制御され、他方のメータインバルブ２６ｂは閉塞状態が維持される。

【0074】

反対に、他方の油圧ポンプ４ｂのみからワークツール６に作動油を供給する場合には、ワークツール操作装置１０の操作に応じて、他方のメータインバルブ２６ｂの開口面積が制御され、一方のメータインバルブ２６ａは閉塞状態が維持される。

【0075】

さらに、図３に示す例のほか、図４に示す油圧回路９０のように、油圧ポンプ４（４ａ、４ｂ）が２個設けられている場合において、ツール用リリーフバルブ４４が１個であってもよい。

【符号の説明】

【0076】

２：油圧回路
４：油圧ポンプ
６：ワークツール
８：アクチュエータ
１０：ワークツール操作装置
１２：アクチュエータ操作装置
１４：コントロールバルブ
１６：第１の管路
１８：第２の管路
２２：作動油タンク
２６：メータインバルブ
２８：メータアウトバルブ
４４：ツール用リリーフバルブ
４６：圧力センサ
４８：コントローラ
５０：第１のリリーフ管路
５２：第２のリリーフ管路
６４：メインリリーフバルブ
７４：接続管路
７６：シャトルバルブ
７８：リリーフ管路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】