特許 7332423 油圧システム、建設機械、油圧制御方法、及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】油圧システム、建設機械、油圧制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/00 20060101AFI20230816BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20230816BHJP

   F15B 20/00 20060101ALN20230816BHJP

【ＦＩ】

F15B11/00 Q

E02F9/22 L

F15B20/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019189385

(22)【出願日】2019-10-16

(65)【公開番号】P2021063565

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 仁

(72)【発明者】

【氏名】後藤 敬介

【審査官】所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０８９５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １１／００

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータから排出された作動油がオイルクーラを通してタンクへ戻される油圧システムにおいて、
切替弁を備え、
前記切替弁は、オリフィスで発生したネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと前記オイルクーラとを接続する流路に前記作動油を流通させ、前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記オリフィスから前記流路への作動油の流入を遮断すると共に前記作動油を前記オリフィスと前記タンクを接続するドレイン流路に流通させる、
油圧システム。

【請求項2】

前記切替弁は、前記オリフィスの下流側に接続されている、請求項１に記載の油圧システム。

【請求項3】

前記切替弁は、
前記ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと前記流路とを接続し前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記オリフィスと前記ドレイン流路とを遮断する第１バルブシートと、
前記ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと前記ドレイン流路とを遮断し前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記オリフィスと前記ドレイン流路とを接続する第２バルブシートと、を備える、請求項１または２に記載の油圧システム。

【請求項4】

請求項１から３のうちいずれか１項に記載の前記油圧システムを備える、建設機械。

【請求項5】

ネガティブコントロール圧力を発生させるオリフィスと、ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと作動油が貯留されたタンクの上流側に接続されたオイルクーラに接続された流路に作動油を流通させ、
前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記流路への作動油の流入を遮断すると共に前記作動油を前記タンクに接続されたドレイン流路に流通させる、油圧制御方法。

【請求項6】

ネガティブコントロール圧力を発生させるオリフィスにおけるネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと作動油が貯留されたタンクの上流側に接続されたオイルクーラとを接続する流路に作動油を流通させ、
前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記流路への作動油の流入を遮断すると共に前記作動油を前記タンクに接続されたドレイン流路に流通させる処理をコンピュータに実行させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネガティブコントロールの油圧システムの背圧を制御するための油圧システム、建設機械、及び油圧制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械等は油圧の制御により駆動されるものが多い。油圧ショベル等の建設機械を駆動する油圧システムには、ネガティブコントロールシステムを用いるものがある。ネガティブコントロールを用いた油圧システムは、作動油の流量制御を行うために油圧システムのセンタバイパスラインの最下流に設けられたリリーフに抵抗となるオリフィスを設けて検出信号を発生させその検出信号を油圧ポンプにフィードバックしてセンタバイパスラインの作動油の流量を増減するように制御するものである。

【0003】

例えば、操作部が中立位置にある場合は高い制御圧がオリフィスに発生し、操作部が作動状態の場合は低い制御圧がオリフィスに発生する。油圧ポンプは、その検出信号に基づいて、制御圧が高い場合は作動油の流量を少なくし、制御圧が低い場合は作動油の流量を大きくするようにネガティブな特性により流量制御する。

【0004】

通常、ネガティブコントロールのリリーフのオリフィスを通過した作動油は、リターンラインを通じて作動油を貯留するタンクに戻る。この際、リターンラインに大量の作動油が流入すると背圧が上がり、オリフィスの圧力が十分に下がらず、油圧ポンプが作動油の流量を少なくするように制御されるため、油圧ポンプから最大流量の作動油が吐出されない状態が発生し得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－５３４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ネガティブコントロールの背圧が上がる状態の対策として、ネガティブコントロールのリターンラインをタンクに直接接続する方法がある。しかし、この方法によれば操作部のレバーが中立の位置にある場合、タンクの上流側に接続されたオイルクーラを作動油が通過せず、オーバーヒートが生じる可能性があった。

【0007】

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、油圧ポンプの吐出量を正確にコントロールすると共に、オーバーヒートを防止することができる油圧システム、建設機械、油圧制御方法、及びプログラム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】

【0008】

本発明の一態様に係る油圧システムは、アクチュエータから排出された作動油がオイルクーラを通してタンクへ戻される油圧システムにおいて、切替弁を備え、前記切替弁は、オリフィスで発生したネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと前記オイルクーラとを接続する流路に前記作動油を流通させ、前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記オリフィスから前記流路への作動油の流入を遮断すると共に前記作動油を前記オリフィスと前記タンクを接続するドレイン流路に流通させる。

【0009】

このように構成することで、操作部の中立時にネガティブコントロール圧力（背圧）が基準以上に高くなった場合、切替弁がオリフィスから流路に作動油を流通させ、作動油をオイルクーラに流通させることでオーバーヒートを防止することができ、それと同時にオリフィスの背圧が油圧ポンプの最大流量を吐出する圧力以下に降下しない状態を防止して、吐出量を正常な状態に維持することができる。また、オーバーヒートが発生しないオリフィスの背圧が基準未満の場合は、作動油を直接にタンクに戻してオリフィスの背圧を下げて油圧ポンプの吐出量を正常な状態に維持することができる。

【0010】

前記切替弁は、前記オリフィスの下流側に接続されているように構成されていてもよい。

【0011】

このように構成することで、切替弁がネガティブコントロールのリリーフに内蔵されるため、装置構成を簡素化することができる。

【0012】

前記ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと前記流路とを接続し前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記オリフィスと前記ドレイン流路とを遮断する第１バルブシートと、前記ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと前記ドレイン流路とを遮断し前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記オリフィスと前記ドレイン流路とを接続する第２バルブシートと、を備えるように構成されていてもよい。

【0013】

このように構成することで、オリフィスの背圧をネガティブコントロールの最大流量の制御圧以下に降下させることができ、同時にネガティブコントロール圧力の条件に応じて作動油をドレイン流路または流路に流通させ、オーバーヒートを防止することもできる。

【0014】

本発明の一態様に係る建設機械は、上記に記載の前記油圧システムを備えるように構成されていてもよい。

【0015】

本発明の一態様に係る油圧制御方法は、ネガティブコントロール圧力を発生させるオリフィスと、ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと作動油が貯留されたタンクの上流側に接続されたオイルクーラに接続された流路に作動油を流通させ、前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記流路への作動油の流入を遮断すると共に前記作動油を前記タンクに接続されたドレイン流路に流通させる。

【0016】

このように構成することで、オリフィスの背圧をネガティブコントロールの最大流量の制御圧以下に降下させることができ、同時にネガティブコントロール圧力の条件に応じて作動油をドレイン流路または流路に流通させ、オーバーヒートを防止することもできる。

【0017】

本発明の一態様に係るプログラムは、ネガティブコントロール圧力を発生させるオリフィスにおけるネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、前記オリフィスと作動油が貯留されたタンクの上流側に接続されたオイルクーラとを接続する流路に作動油を流通させ、前記ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、前記流路への作動油の流入を遮断すると共に前記作動油を前記タンクに接続されたドレイン流路に流通させる処理をコンピュータに実行させる。

【0018】

このように構成することで、オリフィスの背圧をネガティブコントロールの最大流量の制御圧以下に降下させることができ、同時にネガティブコントロール圧力の条件に応じて作動油をドレイン流路または流路に流通させ、オーバーヒートを防止することもできる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、油圧ポンプの吐出量を正確にコントロールすると共に、オーバーヒートを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態における建設機械の構成を示す図。

【図2】本発明の実施形態における建設機械の油圧システムの構成を示すブロック図。

【図3】本発明の実施形態における背圧切替弁の油圧回路図。

【図4】本発明の実施形態における背圧切替弁の構成を示す断面図。

【図5】本発明の実施形態における油圧システムを駆動する制御回路の構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0024】

（建設機械）
図１に示されるように、建設機械１００は、例えば油圧ショベルである。建設機械１００は、旋回体１０１と、走行体１０２とを備えている。旋回体１０１は、走行体１０２の上に旋回自在に設けられている。旋回体１０１には、油圧システム１が設けられている。

【0025】

旋回体１０１は、操作者が搭乗可能なキャブ１０３と、キャブ１０３に一端が揺動自在に連結されているブーム１０４と、ブーム１０４のキャブ１０３とは反対側の他端（先端）に揺動自在に一端が連結されているアーム１０５と、アーム１０５のブーム１０４とは反対側の他端（先端）に揺動自在に連結されているバケット１０６と、を備えている。また、キャブ１０３内には、油圧システム１が設けられている。この油圧システム１から供給される作動油によって、キャブ１０３、ブーム１０４、アーム１０５、及びバケット１０６が駆動される。

【0026】

（油圧システム）
図２に示されるように、油圧システム１は、油圧ショベルに搭載されるものである。油圧システム１は、油圧で駆動されるアクチュエータ２０を備えている。アクチュエータ２０は、アーム１０５やブーム１０４等を駆動するための複数のアクチュエータ２２、２１、２６、２３、２５、２４を備える。また、油圧システム１は、各アクチュエータ２２、２１、２６、２３、２５、２４に流量を調整して作動油を供給する油圧ポンプ１０を備えている。アクチュエータ２０は、油圧シリンダや油圧モータを含む。

【0027】

また、油圧システム１は、油圧ポンプ１０から供給された作動油を流通させる油圧システムと、流路を流通して戻った作動油を貯留するタンク１５とを備える。油圧システムは、後述の検出回路６０と背圧切替弁７０とを含む。タンク１５の上流側には、オイルクーラ１３が接続されている。オイルクーラ１３の上流側には、逆流を防止するチェック弁１４が接続されている。

【0028】

油圧ポンプ１０とアクチュエータ２０との間には、方向切替弁５０が設けられている。方向切替弁５０は、アクチュエータ２０に供給される作動油の流量を制御する。方向切替弁５０は、各アクチュエータ２１～２６を駆動する複数の方向切替弁５１～５６を備える。

【0029】

油圧システム１は、上記構成の他に操作部（不図示）、ポンプを制御するレギュレータ８０等を備えている。操作部は、各アクチュエータ２０の操作信号を出力する。操作部を操作して出力された操作信号は、方向切替弁５０やレギュレータ８０に入力される。方向切替弁５０は、入力された操作信号に基づいて駆動される。方向切替弁５０は、後述する複数のオープンセンタ型の切替弁（スプール）を備える。レギュレータ８０は、後述のように入力された操作信号に基づいて油圧ポンプ１０を駆動し、吐出量を調整する。

【0030】

油圧ポンプ１０は、第１ポンプ１１と、第２ポンプ１２とを備える。油圧ポンプ１０は、エンジンなどの原動機（不図示）によって駆動される。油圧ポンプ１０は、作動油を吐出する容量を可変自在なポンプである。第１ポンプ１１は、第１バイパス流路３１（センタバイパスライン）と第１供給流路４１とに連結されている。第２ポンプ１２は、第２バイパス流路３２（センタバイパスライン）と第２供給流路４２とに連結されている。

【0031】

第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２は、油圧ポンプ１０から供給された作動油を、アクチュエータ２０に供給せずに、タンク１５に戻すためのバイパス流路である。第１供給流路４１及び第２供給流路４２とは、油圧ポンプ１０から供給された作動油を、アクチュエータ２０に供給する流路である。第１供給流路４１及び第２供給流路４２については後述する。

【0032】

第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２の下流側には、検出回路６０が接続されている。検出回路６０は、油圧回路の下流に設けられたネガティブコントロール用の検出回路であり、ネガティブコントロール圧力を検出する。

【0033】

検出回路６０は、作動油をタンク１５に戻すための流路３５（リターンライン）に接続されている。検出回路６０の詳細な説明は後述する。検出回路６０により検出されたネガティブコントロール圧力の検出値に基づいて、ネガティブコントロール制御を行い油圧ポンプ１０の容量が制御される。

【0034】

検出回路６０は、第１バイパス流路３１の最下流部に接続された第１リリーフ弁６３と、圧力Ｐ１を発生させる第１オリフィス６１とを備える。第１リリーフ弁６３及び第１オリフィス６１の下流側は、流路３５に接続されている。

【0035】

検出回路６０は、第２バイパス流路３２の最下流部に接続され第２リリーフ弁６４と、圧力Ｐ２を発生させる第２オリフィス６２とを備える。第２リリーフ弁６４及び第２オリフィス６２の下流側は、流路３５に接続されている。検出回路６０は、更に、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２のうち低圧の圧力を選択して流路を切り替える低圧選択弁６８と、を備える。

【0036】

第１リリーフ弁６３は、第１オリフィス６１の圧力が基準値を超えたときに、流路を開放して作動油をタンク１５に排出する安全弁である。第１リリーフ弁６３は、作動油の圧力が予め設定された第１リリーフ圧となった場合、第１リリーフ圧を解放して作動油を流路３５に流通させる。

【0037】

第２リリーフ弁６４は、第２バイパス流路３２の最下流部に接続された第２オリフィス６２の圧力が基準値を超えたときに、流路を解放して第２オリフィス６２を介さずに第２バイパス流路３２の最下流部の油をタンク１５側に排出する安全弁である。第２リリーフ弁６４は、作動油の圧力が予め設定された第２リリーフ圧となった場合、第２リリーフ圧を解放して作動油を流路３５に流通させる。

【0038】

検出回路６０と流路３５との間には、流路３５の背圧を調整するための背圧切替弁７０が設けられている。背圧切替弁７０は、流路３５と、タンク１５に直接に接続されたドレイン流路３６に接続されている。背圧切替弁７０の構成の詳細な説明については後述する。

【0039】

流路３５は、タンク１５に接続されている。流路３５は、作動油をタンク１５に戻すリターンラインである。流路３５は、複数の方向切替弁５１～５６のそれぞれに接続されている。流路３５は、検出回路６０の下流側及び背圧切替弁７０の下流側の合流路３５Ａにおいて接続されている。

【0040】

流路３５には、各アクチュエータ２１～２６が接続されている。流路３５は、各アクチュエータ２１～２６から排出された油をタンク１５に戻す流路である。

【0041】

流路３５に流通する作動油は、チェック弁１４を介してオイルクーラ１３に流入する。オイルクーラ１３は、熱交換器を備え、流入した作動油の温度を低下させる。オイルクーラ１３で温度が低下した作動油は、タンク１５に戻される。タンク１５に戻され、貯留された作動油は、再び第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２によりアクチュエータ２０に供給される。

【0042】

第１ポンプ１１は、第１供給流路４１に作動油を流通させる。第１供給流路４１は、第１ポンプ１１から供給された作動油を、アクチュエータ２１～２６に供給する流路である。第１供給流路４１は、アクチュエータ２２、２４，２５，２６に接続されている。第１供給流路４１は、第１バイパス流路３１の上流側に接続される。第１供給流路４１は、方向切替弁５２，５４，５５，５６に作動油を供給する流路である。

【0043】

第２供給流路４２は、第２ポンプ１２の吐出油を、アクチュエータ２１，２３，２５，２６に供給するための流路である。第２供給流路４２は、第２バイパス流路３２の最上流部に接続される。第２供給流路４２は、方向切替弁５１，５３，５５，５６に油を供給する流路である。

【0044】

なお、上記の各流路には、チェック弁が設けられる。チェック弁は、方向切替弁５１，５３，５４，５５，５６から、各流路への作動油が逆流することを防止する。

【0045】

方向切替弁５１～５６は、油圧ポンプ１０から複数のアクチュエータ２１～２６に供給される作動油の流量を調整すると共に、方向を切替える弁である。方向切替弁５１～５６は、アクチュエータ２１～２６が排出した油をタンク１５に戻す。

【0046】

方向切替弁５１～５６は、油圧ポンプ１０とアクチュエータ２１～２６との間に配置される。方向切替弁５１～５６それぞれは、スプール弁を備える。スプール弁は、スプールのストローク量（位置）に応じて、油の流量や方向を変える弁である。

【0047】

方向切替弁５１～５６は、左走行用の方向切替弁５１、右走行用の方向切替弁５２、旋回用の方向切替弁５３、ブーム用の方向切替弁５４、アーム用の方向切替弁５５、及びバケット用の方向切替弁５６を備える。

【0048】

左走行用の方向切替弁５１及び旋回用の方向切替弁５３は、第２バイパス流路３２及び第２供給流路４２に接続され、第２ポンプ１２により駆動される。方向切替弁５３は、アクチュエータ２３に流れる油の流量及び方向を変える弁である。右走行用の方向切替弁５２は、第１バイパス流路３１及び第１供給流路４１に接続され、第１ポンプ１１により駆動される。

【0049】

ブーム用の方向切替弁５４、アーム用の方向切替弁５５、及びバケット用の方向切替弁５６は、第１バイパス流路３１及び第１供給流路４１に接続されると共に、第２バイパス流路３２及び第２供給流路４２に接続され、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２により駆動される。方向切替弁５６に接続された第１バイパス流路３１及び第２バイパス流路３２の下流側には、検出回路６０が接続されている。

【0050】

検出回路６０は、ネガティブコントロール制御により油圧ポンプ１０の容量を制御する。検出回路６０は、第１オリフィス６１で検知された圧力Ｐ１、及び、第２オリフィス６２で検知された圧力Ｐ２のうち、低い方の圧力を圧力Ｐ（ネガティブコントロール圧力）として出力する。

【0051】

第１オリフィス６１は、第１バイパス流路３１の最下流部に設けられている。第１オリフィス６１は、流路の断面積が狭められるように形成され、作動油の流速を低下させて圧力Ｐ１を発生させる。第１オリフィス６１において、検出部が設けられ、圧力Ｐ１が電気信号などに変換されて出力される。

【0052】

第２オリフィス６２は、第２バイパス流路３２の最下流部に設けられている。第２オリフィス６２は、流路の断面積が狭められるように形成され、作動油の流速を低下させて圧力Ｐ２を発生させる。第２オリフィス６２において、検出部が設けられ、圧力Ｐ２が電気信号などに変換されて出力される。

【0053】

低圧選択弁６８は、第１オリフィス６１で検知された圧力Ｐ１、及び第２オリフィス６２で検知された圧力Ｐ２のうち、低い方の圧力を選択して検出する。低圧選択弁６８は、選択した圧力Ｐを圧力Ｐ検出値として出力する。低圧選択弁６８は、例えばシャトル弁等の低圧選択弁を備える。低圧選択弁６８には検出部が設けられ、圧力Ｐが油圧に基づく圧力や電気信号などに変換されて出力される。低圧選択弁６８は、検出した圧力Ｐを油圧ポンプ１０の制御に用いられるレギュレータ８０に出力する。

【0054】

レギュレータ８０は、取得した圧力Ｐに応じて、油圧ポンプ１０の吐出量を調整する。レギュレータ８０は、操作部の操作レバーの位置が中立時に、何も仕事をしないでタンク１５に戻される作動油の量を最小限にするため、油圧ポンプ１０の吐出量を予め設定された最小の吐出量に制御するよう油圧ポンプ１０の吐出量を調整する。そのため、レギュレータ８０は、中立時のように圧力Ｐが高くなるほど、油圧ポンプ１０の吐出量を減らすように調整する。レギュレータ８０は、操作時のように圧力Ｐが低くなるほど、油圧ポンプ１０の吐出量を増やすように調整する。

【0055】

レギュレータ８０は、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２それぞれの吐出量を連動させて作動油の供給量を同一にするように制御する。

【0056】

検出回路６０において、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２を通過した作動油は、流路３５を介してタンク１５に戻される。この時、流路３５に流入する作動油（戻り油）が通常に比して多い場合、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２の背圧が高い状態が維持され、検出回路６０に検知される圧力Ｐが下がらない場合がある。その状態でレギュレータ８０は、圧力Ｐが高い状態を検知し続けるため、油圧ポンプ１０の吐出量を減らすように制御し、油圧ポンプ１０から最大流量の作動油が供給されない場合がある。

【0057】

そこで、検出回路６０に接続された背圧切替弁７０は、検出回路６０が検出した圧力Ｐに応じて、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２から流路３５に作動油を流通又は遮断するように切り替える。

【0058】

図３に示されるように、背圧切替弁７０は、上流側が第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２の下流側の流路３７に接続されている。背圧切替弁７０は、下流側が流路３５とドレイン流路３６とに接続されている。背圧切替弁７０は、流路３５とドレイン流路３６とのいずれかに流路を切り替える切替弁７１を備える。

【0059】

背圧切替弁７０は、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２で検出されたネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、切替弁７１を動作させて流路３７を流路３５に接続し、オイルクーラ１３に作動油を流通させる。

【0060】

背圧切替弁７０は、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２で検出されたネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、切替弁７１を動作させて流路３７から流路３５への作動油の流通を遮断し、オイルクーラへ１３の作動油の流入を遮断すると共に、作動油を流路３７からドレイン流路３６側に流通させ、タンク１５に直接的に流入させる。

【0061】

次に、背圧切替弁７０の構成について説明する。

【0062】

図４に示されるように、背圧切替弁７０は、円筒状に形成された切替弁７１を備える。切替弁７１は、作動油の流路を流路３５又はドレイン流路３６のいずれかに切り替えるチェック弁である。流路３７の端部は、直交方向に流路３５が接続され、直線方向にドレイン流路３６が接続されている。

【0063】

切替弁７１は、流路３５への作動油の流通を遮断する第１バルブシート７２と、ドレイン流路３６への作動油の流通を遮断する第２バルブシート７７と、作動油が流通するオリフィス７４とを備える。

【0064】

第１バルブシート７２は、切替弁７１の一端側に形成されている。第１バルブシート７２は、切替弁７１の径よりも大きい径で形成されている。第１バルブシート７２は、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２に接続された流路３７を流路３５又はドレイン流路３６のいずれかに切り替える。第１バルブシート７２は、円柱状に形成されている。第１バルブシート７２は、角部が面取りされて形成されたテーパ面７１ａを備える。

【0065】

第１バルブシート７２は、ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、流路３７の円形の端部にテーパ面７１ａが当接し、流路３５を遮断する。第１バルブシート７２は、ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、テーパ面７１ａが流路の円形の端部から離間し、流路３５の入口を開放し、作動油を流路３５に流通させる。

【0066】

オリフィス７４は、切替弁７１の一端側から内部の途中まで設けられた穴７４ａと、穴７４ａに連通して切替弁７１の側面に向かって設けられた貫通孔７４ｂとを備える。オリフィス７４は、作動油が流通する流路を絞って抵抗を生じさせるように形成されている。

【0067】

穴７４ａは、一端が切替弁７１の一端側にあり、一端側から軸線に沿って他端が切替弁７１の内部の途中まで形成されている。穴７４ａの他端から直交して切替弁７１の側面に向かって貫通孔７４ｂが形成されている。切替弁７１の側面には、切替弁７１の径よりも径が小さくなるように形成された段差７５が形成されている。

【0068】

切替弁７１の他端側には、段差７５に引っ掛けられたリターンスプリング７６が挿通されている。切替弁７１の他端側には、第２バルブシート７７が形成されている。第２バルブシート７７は、円錐状に形成されたテーパ面７７ａを備える。

【0069】

第２バルブシート７７のテーパ面７７ａは、ドレイン流路３６の入口に形成された円形の端部に当接している。第２バルブシート７７は、ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、ドレイン流路３６の円形の入口の端部に当接し、ドレイン流路３６を遮断する。第２バルブシート７７は、ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、ドレイン流路３６の円形の入口のから離間してドレイン流路３６を開放し作動油を流路３７からドレイン流路３６に流通させる。

【0070】

リターンスプリング７６は、ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、即ちオリフィス７４で生じる抵抗が所定以上である場合に縮むようにばね定数が調整されている。リターンスプリング７６は、ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、即ちオリフィス７４で生じる抵抗が所定未満である場合に縮まないようにばね定数が調整されている。

【0071】

このような構成により、切替弁７１は、ネガティブコントロール圧力が基準未満である場合、第１バルブシート７２が流路３５を遮断すると共に、第２バルブシート７７がドレイン流路３６を開放し、作動油を流路３７からドレイン流路３６に流通させる。切替弁７１は、ネガティブコントロール圧力が基準以上である場合、リターンスプリング７６が縮んで第１バルブシート７２が流路３５を開放すると共に、第２バルブシート７７がドレイン流路３６を遮断し、作動油を流路３７から流路３５に流通させる。

【0072】

これにより、背圧切替弁７０は、ネガティブコントロール圧力が基準以上の場合、作動油を第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２から流路３５に流通させて背圧を低下させる。背圧切替弁７０は、流路３５に作動油を流通させることでオイルクーラ１３において温度を低下させ、オーバーヒートを防止すると共に、ネガティブコントロール圧力を最大流量の制御圧以下に下げて油圧ポンプ１０の最大流量を吐出させることができる。

【0073】

背圧切替弁７０は、ネガティブコントロール圧力が基準未満の場合、作動油を第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２からドレイン流路３６に流通させ、タンク１５に直接作動油を戻し、第１オリフィス６１及び第２オリフィス６２の背圧を低下させる。背圧切替弁７０は、ドレイン流路３６に作動油を流通させることで、ネガティブコントロール圧力を最大流量の制御圧以下に下げて油圧ポンプ１０の最大を回復することができる。

【0074】

上述したように油圧システム１によれば、操作部が中立時に検出回路６０で検出されたネガティブコントロール圧力（背圧）が基準以上である場合、オリフィスからオイルクーラ１３に作動油を流通させて作動油をオイルクーラ１３に流通させて冷却し、オーバーヒートを防止すると共に、ネガティブコントロール圧力を最大流量の制御圧以下に下げて油圧ポンプ１０の最大流量を吐出させることができる。

【0075】

油圧システム１によれば、操作部が操作時にネガティブコントロール圧が基準未満である場合、オイルクーラ１３への作動油の流入を遮断すると共に、作動油をタンク１５に接続されたドレイン流路３６に流通させてタンク１５に直接作動油を戻し、ネガティブコントロール圧力を最大流量の制御圧以下に下げて油圧ポンプ１０の最大流量を吐出させることができる。

【0076】

［変形例］
上述した背圧切替弁７０の油圧システムは、電磁弁を用いて構成されると共に、背圧切替弁７０の油圧制御方法は、制御装置により電気的に制御されてもよい。

【0077】

制御装置２００は、例えば、作動油の流路を切り替える切替弁２１０と、ネガティブコントロールの圧力を検出する検出部２２０と、検出部２２０により検出された検出値に基づいて、切替弁２１０の流路を切替える制御部２３０と、を備える。切替弁２１０は、電気的に制御される電磁弁（ソレノイドバルブ）である。検出部２２０は、例えば、流路に設けられている圧力センサである。

【0078】

制御部２３０は、ネガティブコントロール圧が基準以上である場合、切替弁２１０を制御して流路を切り替えてオイルクーラ１３に作動油を流通させる。制御部２３０は、ネガティブコントロール圧が基準未満である場合、切替弁２１０を制御して流路を切り替えてオイルクーラ１３への作動油の流入を遮断すると共に、作動油をタンク１５に流通させる。

【0079】

上述した制御部は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが背圧切替弁７０をコンピュータが制御する処理をプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。これらの各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶部にインストールされてもよい。

【0080】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、背圧切替弁７０のオリフィス７４は、切替弁７１の内部に設けられている例を示したが、これに限らず、オリフィス７４がドレイン流路３６側に設けられているものであってもよい。

【符号の説明】

【0081】

１…油圧システム、１０…油圧ポンプ、１１…第１ポンプ、１２…第２ポンプ、１３…オイルクーラ、１４…チェック弁、１５…タンク、２０…アクチュエータ、３１…第１バイパス流路、３２…第２バイパス流路、３５…流路、３５Ａ…合流路、３６…ドレイン流路、３７…流路、４１…第１供給流路、４２…第２供給流路、５０…方向切替弁、６０…検出回路、６１…第１オリフィス、６２…第２オリフィス、６３…第１リリーフ弁、６４…第２リリーフ弁、６８…低圧選択弁、７０…背圧切替弁、７１…切替弁、７１ａ…テーパ面、７２…第１バルブシート、７３…第２バルブシート、７４…オリフィス、７４ａ…穴、７４ｂ…貫通孔、７５…段差、７６…リターンスプリング、７７…第２バルブシート、７７ａ…テーパ面、８０…レギュレータ、１００…建設機械、１０１…旋回体、１０２…走行体、１０３…キャブ、１０４…ブーム、１０５…アーム、１０６…バケット、２００…制御装置、２１０…切替弁、２２０…検出部、２３０…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】