JP5036486B2 - 油圧回路および建設機械用油圧制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、全ての制御弁が中立位置にあるときに、可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させて、エネルギー損失を低減した油圧回路および建設機械用油圧制御装置に関する。

この種のものとして、例えば特許文献１〜３に示された油圧回路が従来知られている。これらの油圧回路は、可変吐出量形ポンプにアクチュエータを制御する制御弁を複数接続するとともに、その最下流には制御絞りを設けている。そして、全ての制御弁が中立位置にあるとき、可変吐出量形ポンプからの吐出流体が上記制御絞りを介してタンクに還流するようにしている。したがって、全ての制御弁が中立位置にあれば、可変吐出量形ポンプからの全吐出流量が制御絞りを介してタンクに還流しようとし、当該制御絞りの上流側に制御圧力が発生する。
そして、上記従来の油圧回路においては、この制御圧力に応じて可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して、当該可変吐出量形ポンプからの吐出流体を低減するネガティブコントロール制御（以下「ネガコン制御」という）をしている。このように、ネガコン制御をおこなえば、全ての制御弁が中立位置にあるとき、すなわち、いずれのアクチュエータも作動していないときのエネルギー損失を低減することができる。
特開平７−１６７１０４号公報 特開２００３−２０２００２号公報 特開２００７−０３２５８９号公報

上記従来の油圧回路においては、ネガコン制御がされる際に、可変吐出量形ポンプからの吐出流体を低減させるが、可変吐出量形ポンプから吐出した流体は、全ての制御弁を通過して最下流に設けた制御絞りあるいはリリーフ弁からタンクに還流する。しかし、アクチュエータを作動する際の応答性を確保する必要性から、ネガコン制御時においても、可変吐出量形ポンプからの吐出流体はある程度確保されている。
そのため、ネガコン制御をおこなっても、可変吐出量形ポンプから吐出した流体が回路中を流通する際に圧力損失が生じてしまい、高い省エネ効果を得ることができないという問題があった。

この発明の目的は、高い省エネ効果を実現する油圧回路および建設機械用油圧制御装置を提供することである。

第１の発明は、可変吐出量形ポンプに、複数の制御弁を接続するとともに、これら全ての制御弁が中立位置にあるとき、上記可変吐出量形ポンプからの吐出流体が各制御弁およびこれら制御弁を接続する中立流路を介してタンクに還流する。一方、上記制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記中立流路を閉じるとともに、上記可変吐出量形ポンプと上記制御弁とを並列通路を介して連通させる。
そして、上記全ての制御弁が中立位置にあるとき、上記可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して、当該可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させる油圧回路を前提とする。

上記の構成を前提として、第１の発明は、上記複数の制御弁のうち最上流に位置する制御弁よりも上流側、もしくは少なくとも最下流に位置する制御弁よりも上流側には上記可変吐出量形ポンプをタンクに接続するドレン位置を備えたドレン用の切換弁が接続されるとともに、上記最下流に位置する制御弁の下流側には制御絞りが設けられる一方、上記複数の制御弁の切り換え位置を検出するとともに当該検出信号に基づいて上記全ての制御弁が中立位置に保たれていることを検出したとき、パイロット圧を作用させて上記ドレン用の切換弁を上記ドレン位置に切り換え制御するコントローラが設けられている。

さらに、第１の発明は、上記全ての制御弁が中立位置に保たれているとき、上記制御絞りの上流側に制御圧力を生じさせるとともに、上記制御圧力と上記コントローラにより上記ドレン用の切換弁を切り換え制御するために導かれた上記パイロット圧とのうち高い方の圧力を上記可変吐出量形ポンプの傾転角を制御するレギュレータに導き、上記圧力に応じて可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して当該可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させる一方、上記可変吐出量形ポンプからの吐出流体を、上記ドレン用の切換弁を介してタンクに還流させる点に特徴を有する。

第２の発明は、上記第１の発明を前提として、上記コントローラが、全ての制御弁が一定時間以上中立位置を保っているとき、上記ドレン用の切換弁を切り換え制御する点に特徴を有する。

第３の発明は、第１走行モータを設けた第１回路系統に第１可変吐出量形ポンプを接続し、第２走行モータを設けた第２回路系統に第２可変吐出量形ポンプを接続している。そして、上記第１，２回路系統のそれぞれの上流側に上記第１，２走行モータを制御するモータ用制御弁を設けるとともに、このモータ用制御弁には、中立流路を介して作業機系のアクチュエータを制御する作業機用制御弁がそれぞれ接続されている。
また、上記モータ用制御弁および作業機用制御弁が中立位置にあるとき、上記第１，２可変吐出量形ポンプからの吐出流体が各制御弁および中立流路を介してタンクに還流する。一方、第２走行用モータを制御するモータ用制御弁の上流側には走行直進切換弁を設けている。

第１回路系統の作業機用制御弁は、モータ用制御弁の上流側から上記走行直進切換弁を経由する第１並列通路を介して第１可変吐出量形ポンプに対して並列に接続され、第２回路系統の作業機用制御弁は、上記走行直進切換弁の上流側から分岐する第２並列通路を介して第２可変吐出量形ポンプに接続され、上記走行直進切換弁がノーマル位置にあるとき、上記第１並列通路を介して第１回路系統の作業機用制御弁を第１可変吐出量形ポンプに対して並列に連通させるとともに、第２可変吐出量形ポンプを第２回路系統のモータ用制御弁に接続する。

一方、走行直進切換弁が走行位置に切り換わったとき、第１回路系統のモータ用制御弁と第２回路系統のモータ用制御弁とを第１可変吐出量形ポンプに対して並列に接続するとともに、第１回路系統の作業機用制御弁と第２回路系統の作業機用制御弁のそれぞれを第２可変吐出量形ポンプに対して並列に接続する。しかも、上記第１可変吐出量形ポンプは、第１回路系統の全ての制御弁が中立位置にあるとき、傾転角を制御して吐出流体を減少させるとともに、上記第２可変吐出量形ポンプは、第２回路系統の全ての制御弁が中立位置にあるとき、傾転角を制御して吐出流体を減少する建設機械用油圧制御装置を前提とする。
そして、上記の構成を前提としつつ、上記第１，２回路系統の最上流、もしくは少なくても上記複数の制御弁のうち最下流に位置する制御弁よりも上流側には上記第１，２可変吐出量形ポンプをタンクに接続するドレン位置を備えたドレン用の切換弁が接続される。

さらに、第３の発明は、上記第１，２回路系統の最下流には制御絞りがそれぞれ設けられる一方、上記複数の制御弁の切り換え位置を検出するとともに、当該検出信号に基づいて上記第１，２回路系統の全ての制御弁が中立位置に保たれていることを検出したとき、パイロット圧を作用させて上記ドレン用の切換弁を上記ドレン位置に切り換え制御するコントローラが設けられている。
そして、上記第１，２回路系統の全ての制御弁が中立位置に保たれているとき、上記制御絞りの上流側に制御圧力を生じさせるとともに、この制御圧力と上記コントローラにより上記ドレン用の切換弁を切り換えるために導かれた上記パイロット圧とのうち高い方の圧力を上記第１，２可変吐出量形ポンプの傾転角を制御するレギュレータに導き、上記圧力に応じて上記第１，２可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して、当該第１，２可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させる一方、上記第１，２可変吐出量形ポンプからの吐出流体を、上記ドレン用の切換弁を介してタンクに還流させる点に特徴を有する。

第４の発明は、上記第３の発明を前提として、上記コントローラが、全ての制御弁が一定時間以上中立位置を保っているとき、上記ドレン用の切換弁を切り換え制御する点に特徴を有する。
第５の発明は、上記第３または４の発明を前提として、上記走行直進切換弁に、第１，２可変吐出量形ポンプをタンクに接続するドレン位置を設けてなり、この走行直進切換弁によって上記ドレン用の切換弁を構成した点に特徴を有する。

第１，３の発明によれば、全ての制御弁が中立位置にあるとき、可変吐出量形ポンプからの吐出流体が上流側からタンクに還流するので、エネルギー損失を低減することができ、高い省エネ効果を実現することができる。
さらに、可変吐出量形ポンプの傾転角制御と、ドレン用の切換弁の制御とを独立しておこなうので、それら制御の自由度を高めることができる。
また、第２，４の発明によれば、全ての制御弁が一定時間以上中立位置に保たれたとき、ドレン用の切換弁を介して吐出流体をタンクに還流させる。つまり、全ての制御弁が中立位置に切り換わってすぐに、ドレン用の切換弁から吐出流体がタンクに還流しないようにしている。したがって、操作中に、吐出流体が頻繁にドレンされることがなくなり、回路圧を安定させることができ、その結果、応答性を向上することができる。

第５の発明によれば、走行直進切換弁に、ドレン用の切換弁としての機能を併せ持たせたので、新たな切換弁を設ける必要がない。したがって、その分コストを低減することができ、また、取り付けスペースも小さくすることが可能となり、装置の小型化を実現することができる。

図１は、この発明の実施形態に係る建設機械用油圧制御装置の回路図である。この建設機械用油圧制御装置は、第１，２回路系統Ａ，Ｂを備え、第１回路系統Ａには、第１可変吐出量形ポンプＰ１を接続するとともに、その上流側からモータ用制御弁１および作業機用制御弁２〜５を備えている。なお、モータ用制御弁１には一方の第１走行モータを接続するとともに、作業機用制御弁２には旋回用モータを、作業機用制御弁３にはブーム用シリンダを、作業機用制御弁５にはアーム用シリンダを接続している。作業機用制御弁４は予備用の制御弁であり、必要に応じてアクチュエータを接続するようにしている。

一方、上記第２回路系統Ｂには、第２可変吐出量形ポンプＰ２を接続するとともに、その上流側に走行直進切換弁６を設け、さらにその下流側には、モータ用制御弁７および作業機用制御弁８〜１０を順に設けている。なお、モータ用制御弁７には他方の第２走行モータを接続するとともに、作業機用制御弁８にはブーム用シリンダを、作業機用制御弁９にはバケット用シリンダを、作業機用制御弁１０にはアーム用シリンダを接続している。
そして、上記走行直進切換弁６が、この発明のドレン用の切換弁を構成することとなるが、その詳細は後で詳細に説明する。

上記のようにしたモータ用制御弁１，７、作業機用制御弁２〜５および８〜１０のそれぞれには、図示していないパイロット圧制御手段を設けているが、このパイロット圧制御手段は、それに設けた操作レバーの操作角に応じてパイロット圧を制御するようにしている。そして、各パイロット圧制御手段で生成されたパイロット圧をパイロット室に作用させることにより、各制御弁１〜５および７〜１０を切り換え制御するようにしている。
そして、上記モータ用制御弁１，７および作業機用制御弁２〜５は、いずれも図示の中立位置にあるとき、後述する中立流路１３，１４を開放するとともに、それらのアクチュエータポートと、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２との連通を遮断するものである。

また、上記第１可変吐出量形ポンプＰ１は、第１回路系統Ａの最上流に位置するモータ用制御弁１に直接接続しているが、このモータ用制御弁１の上流側からは並列通路１１ａを分岐させている。この並列通路１１ａは、第２回路系統Ｂに設けた走行直進切換弁６が図示のノーマル位置にあるとき、この走行直進切換弁６を介して第１回路系統Ａに設けた並列通路１１ｂに接続している。そして、上記作業機用制御弁２〜５のそれぞれは、上記並列通路１１ｂを介して並列に接続されている。ただし、モータ用制御弁１が図示の中立位置にあるときには、上記並列通路１１ｂは、モータ用制御弁１の下流側に設けた並列通路１１ｃを介して、第１可変吐出量形ポンプＰ１に接続するようにしている。なお、上記並列通路１１ａ〜１１ｃによってこの発明の第１並列通路を構成するものである。

また、第２回路系統Ｂは、上記走行直進切換弁６の上流側から並列通路１２ａを分岐させるとともに、この並列通路１２ａに接続した並列通路１２ｂを介して作業機用制御弁８〜１０を接続している。言い換えると、走行直進切換弁６と、各作業機用制御弁８〜１０とは、第２可変吐出量形ポンプＰ２に対して並列に接続されている。なお、上記並列通路１２ａおよび１２ｂでこの発明の第２並列通路を構成するものである。

一方、第１回路系統Ａの各制御弁１〜５は、中立流路１３を介して直列に接続されており、これら全ての制御弁１〜５が中立位置にあるとき、第１可変吐出量形ポンプＰ１からの吐出流体が、各制御弁１〜５および中立流路１３を介して最下流からタンクに還流する。また、上記制御弁１〜５を中立位置以外の位置に切り換えると、上記中立流路１３が閉じられて、第１可変吐出量形ポンプＰ１とタンクとの連通が遮断される。
そして、第２回路系統Ｂの走行直進切換弁６および各制御弁７〜１０も、上記第１回路系統Ａと同様に、中立流路１４を介して直列に接続されており、走行直進切換弁６が図示のノーマル位置にあり、制御弁７〜１０の全てが中立位置にあるとき、第２可変吐出量形ポンプＰ２からの吐出流体が、走行直進切換弁６および制御弁７〜１０および中立流路１４を介して最下流からタンクに還流する。また、走行直進切換弁６をノーマル位置に保った状態で、制御弁７〜１０を中立位置以外の位置に切り換えると、上記中立流路１４が閉じられて、第２可変吐出量形ポンプＰ２とタンクとの連通が遮断される。

上記走行直進切換弁６は、既に説明したとおり、図示のノーマル位置において、第２可変吐出量形ポンプＰ２を第２回路系統Ｂのモータ用制御弁７に連通させるとともに、上記並列通路１１ａを並列通路１１ｂに連通させる。また、この状態で、第２可変吐出量形ポンプＰ２は、並列通路１２ａおよび１２ｂを介して作業機用制御弁８〜１０に連通する。
これに対して、走行直進切換弁６が図面左側の走行直進位置に切り換わると、第１可変吐出量形ポンプＰ１が、並列通路１１ａを介して第２回路系統Ｂのモータ用制御弁７に連通するとともに、第２可変吐出量形ポンプＰ２が、並列通路１１ｂを介して第１回路系統Ａの作業機用制御弁２〜５に連通する。また、この状態で、第２可変吐出量形ポンプＰ２は、並列通路１２ａおよび１２ｂを介して作業機用制御弁８〜１０に連通する。

そして、走行直進切換弁６が図面右側のドレン位置に切り換わると、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２がタンクに連通するようにしている。なお、走行直進切換弁６をドレン位置に切り換えるパイロット圧は、コントローラＣによって制御されている。
具体的には、走行直進切換弁６のパイロット室６ａには、パイロット通路１５を介してパイロットポンプＰＰを接続している。上記パイロット通路１５には、オンオフ弁１６を接続しており、このオンオフ弁１６が図示のノーマル位置にあるとき、パイロットポンプＰＰとパイロット室６ａとの連通が遮断され、オンオフ弁１６が図面左側の切り換え位置にあるとき、パイロットポンプＰＰから導かれるパイロット流体によって、走行直進切換弁６がドレン位置に切り換わることとなる。

そして、上記オンオフ弁１６を切り換え制御するのが、コントローラＣである。このコントローラＣは、モータ用制御弁１，７および作業機用制御弁２〜５，８〜１０の切り換え位置を検出している。なお、コントローラＣが、各制御弁の切り換え位置を検出する方法については後で説明する。
上記コントローラＣは、上記モータ用制御弁１，７および作業機用制御弁２〜５，８〜１０の全てが中立位置にあることを検出したとき、オンオフ弁１６を図面左側位置に切り換え制御して、パイロットポンプＰＰをパイロット室６ａに連通させる。したがって、モータ用制御弁１，７および作業機用制御弁２〜５，８〜１０の全てが中立位置にあれば、走行直進切換弁６が図面右側のドレン位置に切り換わり、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２が、走行直進切換弁６および戻り通路３３を介してタンクに連通することとなる。

一方、上記第１，２回路系統Ａ，Ｂの最下流には、制御絞り１７，１８をそれぞれ設けるとともに、これら制御絞り１７，１８を介して、上記第１回路系統Ａの中立流路１３および第２回路系統Ｂの中立流路１４をタンクＴに連通させている。
そして、上記制御絞り１７の上流側であって、しかも作業機用制御弁５の下流側には、信号通路１９を接続するとともに、この信号通路１９を、シャトル弁２０を介して、第１可変吐出量形ポンプＰ１の傾転角を制御するレギュレータＲ１に接続している。

一方、上記と同様に、制御絞り１８の上流側であって、しかも作業機用制御弁１０の下流側には、信号通路２１を接続するとともに、この信号通路２１を、シャトル弁２２を介して、第２可変吐出量形ポンプＰ２の傾転角を制御するレギュレータＲ２に接続している。
そして、上記シャトル弁２０，２２のそれぞれには、上記パイロット通路１５を接続するとともに、パイロット通路１５から導かれる圧力と、上記信号通路１９，２１から導かれる圧力とのうち、いずれか高い方の圧力をレギュレータＲ１，Ｒ２に導くようにしている。

なお、上記各制御弁１〜５および７〜１０には、パイロット圧発生用の補助バルブ２３〜２７および２８〜３１を連接している。そして、モータ用制御弁１，７に設けた補助バルブ２３，２８は、パイロットポンプ３２に対して直列に接続されるとともに、補助バルブ２３，２８がモータ用制御弁１，７とともに中立位置にあるとき、パイロットポンプ３２を戻り通路３３を介してタンクＴに連通させる。しかし、モータ用制御弁１，７を中立位置からいずれかに切り換えると、上記補助バルブ２３，２８が閉じるようにしている。

また、作業機用制御弁２〜５および８〜１０に設けた補助バルブ２４〜２７および２９〜３１は、パイロットポンプ３２に対して直列に接続されるとともに、補助バルブ２４〜２７および２９〜３１が作業機用制御弁２〜５および８〜１０とともに中立位置にあるとき、パイロットポンプ３２を、戻り通路３３を介してタンクＴに連通させる。しかし、作業機用制御弁２〜５および８〜１０を中立位置からいずれかに切り換えると、上記補助バルブ２４〜２７および２９〜３１が閉じるようにしている。

なお、パイロットポンプ３２は、中立位置にあるモータ用制御弁１の補助バルブ２３および戻り通路３４を介してタンクＴに連通するとともに、中立位置にある補助バルブ２３、２８および戻り通路３３を介してタンクＴに連通している。言い換えると、パイロットポンプ３２は、補助バルブ２３から戻り通路３４に導くルートと、補助バルブ２３および２８から戻り通路３３に導くルートとの２つのルートを介してタンクＴに連通している。
いずれにしても、補助バルブ２３と２８，および２４〜２７，２９〜３１のいずれか一つ以上が閉じると、それら補助バルブを介して成立していたタンクＴに連通する直列のルートが遮断されるので、そこにパイロットポンプ３２によるパイロット圧が発生する。このようにして発生したパイロット圧は、走行直進切換弁６のパイロット室６ｂに作用するようにしている。

そして、図中符号３５，３６は、パイロットポンプ３２に連通する通路に設けた絞りで、これら絞り３５，３６間を補助バルブ２４に導くルートの分岐点としているが、この分岐点を作業機信号ポート３７に連通させている。さらに、上記絞り３５の上流側を補助バルブ２３に導くルートの分岐点とし、上記絞り３６の下流側を、走行直進切換弁６のパイロット室６ｂと、補助バルブ２３を介して戻り通路３４に連通するルートとに接続する分岐点としている。
また、図中符号３８は絞りであり、パイロットポンプ３２から補助バルブ２３および２８を経由して戻り通路３３に連通するルートであって、上記補助バルブ２３の上流側に設けたものである。そして、この絞り３８の下流側は、走行出力信号ポート３９に連通している。
なお、上記作業機信号ポート３７および走行出力信号ポート３９は上記コントローラＣに接続されており、コントローラＣは、両信号ポート３７，３９からの検出信号に基づいて、各制御弁の切り換え位置を検出している。
また、図中符号４０，４１は、第１，２回路系統Ａ，Ｂを設定圧内に維持するリリーフ弁である。

次に、この実施形態の作用を説明する。
今、作業機用制御弁２〜５および８〜１０のすべてを中立位置にして作業機用のアクチュエータを作動させていない状態で、モータ用制御弁１，７のみを切り換えると、パイロットポンプ３２からの吐出流体は、絞り３５，３６間における上記分岐点から、補助バルブ２４→２５→２６→２７→３１→３０→２９および戻り通路３３を経由してタンクＴに戻される。したがって、走行直進切換弁６のパイロット室６ｂにも圧力が立たず、走行直進切換弁６は図示のノーマル位置を保つ。

上記のように走行直進切換弁６が図示のノーマル位置を保った状態では、第１可変吐出量形ポンプＰ１からの吐出流体は、モータ用制御弁１に直接供給されるとともに、第２可変吐出量形ポンプＰ２からの吐出流体は、走行直進切換弁６を経由してモータ用制御弁７に供給される。したがって、両走行モータが回転して、当該建設機械は走行することになる。なお、このとき絞り３８の下流側が上記のように補助バルブ２３によって閉じられるので、この絞り３８の下流側に圧力が発生する。この圧力は、当該建設機械が走行中であることを示す信号として走行出力信号ポート３９から出力され、コントローラＣは走行中であることを検出する。

一方、上記のように建設機械を走行させている最中に、いずれかの作業機用制御弁を中立位置から切り換えると、その切り換えられた作業機用制御弁に設けた補助バルブも閉じるので、上記した補助バルブ２４→２５→２６→２７→３１→３０→２９のルートも閉ざされる。このように、補助バルブによってパイロットポンプ３２から戻り通路３３へのルートが閉ざされれば、モータ用制御弁１，７に設けた補助バルブ２３，２８が閉じていることと相まって、パイロットポンプ３２とタンクＴとの連通が完全に遮断されることになる。

そして、パイロットポンプ３２とタンクＴとの連通が完全に遮断されれば、その分パイロットポンプ３２に接続した回路内の圧力が上昇するとともに、その上昇したパイロット圧が走行直進切換弁６のパイロット室６ｂに作用する。このようにパイロット室６ｂにパイロット圧が作用すれば、走行直進切換弁６が上記ノーマル位置から、図面左側位置である走行直進位置に切り換わる。走行直進切換弁６が走行直進位置に切り換われば、第２可変吐出量形ポンプＰ２からの吐出流体が、第１回路系統Ａの並列通路１１ｂと、第２回路系統Ｂの並列通路１２ｂに供給されるとともに、第１可変吐出量形ポンプＰ１からの吐出流体は、両モータ用制御弁１および７に供給されることになる。

言い換えると、上記のように走行中に作業機系のアクチュエータを動作させたときには、第１可変吐出量形ポンプＰ１が第１，２走行モータを受け持ち、第２可変吐出量形ポンプＰ２は、第１，２回路系統Ａ，Ｂの作業機系のアクチュエータを受け持つことになる。このように、第１可変吐出量形ポンプＰ１だけで、第１、２走行モータを受け持たせるようにしたのは、次の理由からである。

すなわち、一つの可変吐出量形ポンプで、走行系と作業機系との両方のアクチュエータを作動させる場合において、作業機系のアクチュエータの中に負荷の小さいアクチュエータがあると、その負荷の小さいアクチュエータに作動油が優先的に流れてしまい、当該可変吐出量形ポンプに接続した走行モータに必要な流量が供給されなくなってしまう。このとき、例えば、一方の第１走行モータに比して、他方の第２走行モータに対する供給量が少なくなれば、両走行モータの回転数が異なってしまい、いわゆる直進走行ができなくなってしまう。そこで、上記したように第１可変吐出量形ポンプＰ１だけで、走行モータを受け持たせるようにしたものである。
なお、上記のように走行直進切換弁６を図面左側の走行直進位置に切り換えたときには、絞り３５，３６間に十分な圧力が発生するので、コントローラＣが作業機信号ポート３７から作業中であるという信号を検出することができる。

また、第１，２走行モータを停止した状態、すなわち走行を停止している状態で、作業機系のアクチュエータのみを作動させる場合には、次のようになる。上記のように第１，２走行モータを停止しているときには、モータ用制御弁１，７が図示の中立位置に保たれる。したがって、パイロットポンプ３２からの吐出流体は、これらモータ用制御弁１，７に設けた補助バルブ２３，２８を経由してタンクＴに連通する。このようにパイロットポンプ３２がタンクＴに連通すれば、走行直進切換弁６のパイロット室６ｂに圧力が立たないので、走行直進切換弁６は図示のノーマル位置を保つ。

モータ用制御弁１が図示の中立位置を保っていれば、第１可変吐出量形ポンプＰ１からの吐出流体が、上記モータ用制御弁１および並列通路１１ｃを経由して並列通路１１ｂに連通するとともに、並列通路１１ａおよび走行直進切換弁６を経由して並列通路１１ｂに連通する。いずれにしても、第１可変吐出量形ポンプＰ１からの吐出流体は、上記並列通路１１ｂを介して、第１回路系統Ａの作業機系アクチュエータに供給される。
このとき、第２可変吐出量形ポンプＰ２からの吐出流体は、並列通路１２ａおよび１２ｂを経由して、第２回路系統Ｂの作業機系アクチュエータに供給される。

そして、上記のように、走行している状態や走行しながら作業機系のアクチュエータを作動させた状態、あるいは作業機系のアクチュエータのみを作動させた状態では、必ず中立流路１３，１４が閉じられることとなる。このように、中立流路１３，１４が閉じれば、制御絞り１７，１８が第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２から遮断されるので、制御絞り１７，１８の上流側には圧がたたない。
したがって、信号通路１９，２１にも圧がたたず、レギュレータＲ１，Ｒ２は、それぞれ第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２の傾転角を所定の角度に制御することとなる。

これに対して、全ての制御弁１〜５，７〜１０を中立位置に保った状態では、中立流路１３，１４が開くので、第１可変吐出量形ポンプＰ１から吐出する吐出流体の全流量が、各制御弁１〜５および中立流路１３を介して制御絞り１７に導かれ、第２可変吐出量形ポンプＰ２から吐出する吐出流体の全流量が、走行直進切換弁６、各制御弁７〜１０および中立流路１４を介して制御絞り１８に導かれる。
すると、制御絞り１７，１８の上流側の圧力が高くなるとともに、このときの制御圧力が信号通路１９，２１およびシャトル弁２０，２２を介して、それぞれレギュレータＲ１，Ｒ２に作用する。したがって、レギュレータＲ１，Ｒ２は、制御絞り１７，１８の上流側の制御圧力によって、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２の傾転角を制御し、当該第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体を減少させるネガコン制御がなされることとなる。

さらに、このときコントローラＣは、作業機信号ポート３７および走行出力信号ポート３９から、走行を停止しており、しかも作業機系のアクチュエータも作動させていない状態、すなわち、モータ用制御弁１，７および作業機用制御弁２〜５，８〜１０の全てが中立位置にあることを検出している。
コントローラＣは、モータ用制御弁１，７および作業機用制御弁２〜５，８〜１０の全てが中立位置に保たれた状態を検出してから一定時間経過すると、オンオフ弁１６を図面左側位置に切り換える。すると、パイロットポンプＰＰから吐出するパイロット作動油が、パイロット通路１５を介して走行直進切換弁６のパイロット室６ａに導かれて、当該走行直進切換弁６が図面右側のドレン位置に切り換わる。
また、このとき、パイロットポンプＰＰからのパイロット作動油は、パイロット通路１５およびシャトル弁２０，２２に導かれる。したがって、レギュレータＲ１，Ｒ２は、パイロット通路１５および信号通路１９，２１のいずれか高い方の圧力によって、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体を減少させるように、傾転角を制御することとなる。

上記のように、走行直進切換弁６がドレン位置に切り換わると、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２が、当該走行直進切換弁６を介して戻り通路３３に連通するので、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体は、第１，２回路系統Ａ，Ｂの最上流からタンクに還流することとなる。
このように、走行を停止して、しかも作業機系のアクチュエータを作動させていない場合には、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体を低減し、しかも、その吐出流体を第１，２回路系統Ａ，Ｂの最上流からタンクに還流させるので、エネルギー損失が極めて少なく、高い省エネ効果を実現することができる。

なお、制御絞り１７，１８の上流側に制御圧力を発生させて、この制御圧力によって第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体を減少させた後、一定時間経過してから走行直進切換弁６をドレン位置に切り換えるのは、次の理由からである。
すなわち、走行を停止した状態で、作業機系のアクチュエータを作動させる場合においては、全ての制御弁が一時的に中立位置を保持する場合がある。例えば、パワーショベルにおいて、旋回用モータとブーム用シリンダを連続的に作動させる際には、作業機用制御弁２を左右いずれかの位置に切り換えて旋回用モータを作動するとともに、所定位置まで旋回したら、作業機用制御弁２を中立位置に切り換えて旋回用モータを停止させる。その後、作業機用制御弁３を左右いずれかの位置に切り換えてブーム用シリンダを作動させる。

このとき、作業機用制御弁２を中立位置に切り換えてから、作業機用制御弁３を左右いずれかの位置に切り換えるまでの間は、全ての制御弁が中立位置に保たれることとなる。仮に、全ての制御弁が中立位置に切り換わってすぐに走行直進切換弁６をドレン位置に切り換えてしまうと、作業機系のアクチュエータを連続的に操作する際に、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体が最上流から頻繁にタンクに還流されてしまい、回路圧が不安定になってしまうおそれがある。そこで、全ての制御弁が中立位置に保たれて一定時間経過してから、走行直進切換弁６をドレン位置に切り換えるようにしたのである。
このように、通常の操作時には、走行直進切換弁６を介してドレンさせないようにして、アイドリング時のように長時間操作がされない時にのみ、最上流からドレンさせるようにしてもよい。
ただし、制御絞り１７，１８によって生じる制御圧力によって、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体を減少させると同時に、走行直進切換弁６をドレン位置に切り換えるようにしても構わない。この走行直進切換弁６を切り換えるタイミングは適宜決定すればよい。

なお、上記実施形態においては、走行直進切換弁６に、第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２からの吐出流体をドレンさせる機能をもたせたが、当該機能を有するドレン用の切換弁を、上記走行直進切換弁６とは別に設けても構わない。
この場合、別個に設けたドレン用の切換弁を、中立流路１３，１４あるいは並列通路１１，１２のいずれかに設ければよく、必ずしも第１，２回路系統Ａ，Ｂの最上流に設ける必要はない。少なくても最下流に位置する制御弁よりも上流側にドレン用の切換弁を設ければよい。ただし、より上流側に設けた方がエネルギー損失を低減させることができ、省エネ効果を高めることができる。
また、走行直進切換弁６にドレン用の切換弁としての機能をもたせれば、別個にドレン用の切換弁を設けるよりもコストを低減することができ、しかも取り付けスペースを小さくできるメリットがある。

さらに、上記実施形態においては、第１，２回路系統Ａ，Ｂの最下流に制御絞り１７，１８を設けている。この制御絞り１７，１８は、全ての制御弁が中立位置にあるとき、当該制御絞り１７，１８の上流側に制御圧力を生じさせて、上記可変吐出量形ポンプの傾転角を制御するためのものであるが、可変吐出量形ポンプの傾転角は他の手段で制御しても構わない。
例えば、各制御弁の切り換え位置をコントローラに把握させ、全ての制御弁が中立位置に切り換わったときに、コントローラが第１，２可変吐出量形ポンプＰ１，Ｐ２の傾転角を直接または間接的に制御するようにしても構わない。この場合には、制御絞り１７，１８が不要となる。
いずれにしても、全ての制御弁が中立位置に保たれたときに、可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させればよく、その手段は特に限定されるものではない。
また、上記実施形態においては、建設機械用油圧制御装置を用いて説明したが、この発明は、建設機械用油圧制御装置に限らず、いわゆるネガコン制御を採用する油圧回路に広く適用することができる。したがって、上記実施形態のように、２つの回路系統を有している必要もなく、当然のこととして、単独の回路系統からなる油圧回路にも採用することができる。

実施形態の回路図である。

符号の説明

１，７ モータ用制御弁
２〜５，８〜１０ 作業機用制御弁
６ 走行直進切換弁
１１ａ〜１１ｃ 第１並列通路
１２ａ，１２ｂ 第２並列通路
１３，１４ 中立流路
１７，１８ 制御絞り
Ｃ コントローラ
Ｐ１ 第１可変吐出量形ポンプ
Ｐ２ 第２可変吐出量形ポンプ

Claims (5)

1. 可変吐出量形ポンプには複数の制御弁が接続されるとともに、これら全ての制御弁が中立位置にあるとき、上記可変吐出量形ポンプからの吐出流体が各制御弁およびこれら制御弁を接続する中立流路を介してタンクに還流する一方、上記制御弁を中立位置以外の位置に切り換えたとき、上記中立流路を閉じるとともに、上記可変吐出量形ポンプと上記制御弁とを並列通路を介して連通させ、しかも上記全ての制御弁が中立位置にあるとき、上記可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して、当該可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させる油圧回路において、上記複数の制御弁のうち最上流に位置する制御弁よりも上流側、もしくは少なくとも最下流に位置する制御弁よりも上流側には上記可変吐出量形ポンプをタンクに接続するドレン位置を備えたドレン用の切換弁が接続されるとともに、上記最下流に位置する制御弁の下流側には制御絞りが設けられる一方、上記複数の制御弁の切り換え位置を検出するとともに当該検出信号に基づいて上記全ての制御弁が中立位置に保たれていることを検出したとき、パイロット圧を作用させて上記ドレン用の切換弁を上記ドレン位置に切り換え制御するコントローラが設けられ、上記全ての制御弁が中立位置に保たれているとき、上記制御絞りの上流側に制御圧力を生じさせるとともに、上記制御圧力と上記コントローラにより上記ドレン用の切換弁を切り換え制御するために導かれた上記パイロット圧とのうち高い方の圧力を上記可変吐出量形ポンプの傾転角を制御するレギュレータに導き、上記圧力に応じて可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して当該可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させる一方、上記可変吐出量形ポンプからの吐出流体を、上記ドレン用の切換弁を介してタンクに還流させる構成にした油圧回路。
2. 上記コントローラは、全ての制御弁が一定時間以上中立位置を保っているとき、上記ドレン用の切換弁を切り換え制御する機能を備えた請求項１記載の油圧回路。
3. 第１走行モータを設けた第１回路系統に第１可変吐出量形ポンプを接続し、第２走行モータを設けた第２回路系統に第２可変吐出量形ポンプを接続し、上記第１，２回路系統のそれぞれの上流側に上記第１，２走行モータを制御するモータ用制御弁を設けるとともに、このモータ用制御弁には中立流路を介して作業機系のアクチュエータを制御する作業機用制御弁がそれぞれ接続され、これらモータ用制御弁および作業機用制御弁が中立位置にあるとき、上記第１，２可変吐出量形ポンプからの吐出流体が各制御弁および中立流路を介してタンクに還流する一方、第２走行用モータを制御するモータ用制御弁の上流側には走行直進切換弁を設けるとともに、第１回路系統の作業機用制御弁は、モータ用制御弁の上流側から上記走行直進切換弁を経由する第１並列通路を介して第１可変吐出量形ポンプに対して並列に接続され、第２回路系統の作業機用制御弁は、上記走行直進切換弁の上流側から分岐する第２並列通路を介して第２可変吐出量形ポンプに接続され、上記走行直進切換弁がノーマル位置にあるとき、上記第１並列通路を介して第１回路系統の作業機用制御弁を第１可変吐出量形ポンプに対して並列に連通させるとともに、第２可変吐出量形ポンプを第２回路系統のモータ用制御弁に接続する一方、走行直進切換弁が走行位置に切り換わったとき、第１回路系統のモータ用制御弁と第２回路系統のモータ用制御弁とを第１可変吐出量形ポンプに対して並列に接続するとともに、第１回路系統の作業機用制御弁と第２回路系統の作業機用制御弁のそれぞれを第２可変吐出量形ポンプに対して並列に接続し、しかも、上記第１可変吐出量形ポンプは、第１回路系統の全ての制御弁が中立位置にあるとき、傾転角を制御して吐出流体を減少するとともに、上記第２可変吐出量形ポンプは、第２回路系統の全ての制御弁が中立位置にあるとき、傾転角を制御して吐出流体を減少する建設機械用油圧制御装置において、上記第１，２回路系統の最上流、もしくは少なくとも上記複数の制御弁のうち最下流に位置する制御弁よりも上流側には上記第１，２可変吐出量形ポンプをタンクに接続するドレン位置を備えたドレン用の切換弁が接続されるとともに、上記第１，２回路系統の最下流には制御絞りがそれぞれ設けられる一方、上記複数の制御弁の切り換え位置を検出するとともに、当該検出信号に基づいて上記第１，２回路系統の全ての制御弁が中立位置に保たれていることを検出したとき、パイロット圧を作用させて上記ドレン用の切換弁を上記ドレン位置に切り換え制御するコントローラが設けられ、上記全ての制御弁が中立位置に保たれているとき、上記制御絞りの上流側に制御圧力を生じさせるとともに、この制御圧力と上記コントローラにより上記ドレン用の切換弁を切り換えるために導かれた上記パイロット圧とのうち高い方の圧力を上記第１，２可変吐出量形ポンプの傾転角を制御するレギュレータに導き、上記圧力に応じて上記第１，２可変吐出量形ポンプの傾転角を制御して、当該第１，２可変吐出量形ポンプからの吐出流体を減少させる一方、上記第１，２可変吐出量形ポンプからの吐出流体を、上記ドレン用の切換弁を介してタンクに還流させる構成にした建設機械用油圧制御装置。
4. 上記コントローラは、全ての制御弁が一定時間以上中立位置を保っているとき、上記ドレン用の切換弁を切り換え制御する機能を備えた上記請求項３記載の建設機械用油圧制御装置。
5. 上記走行直進切換弁には、第１，２可変吐出量形ポンプをタンクに接続するドレン位置を設けてなり、この走行直進切換弁によって上記ドレン用の切換弁を構成した上記請求項３または４に記載の建設機械用油圧制御装置。

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