JP5778086B2 - 建設機械の油圧回路及びその制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の油圧回路及びその制御装置に関する。

建設機械には、油圧ポンプから吐出された圧油の一部（例えば余剰分）を作動油タンクに戻す制御（ブリードオフ制御）を行うものがある。ブリードオフ制御を行うために、建設機械では、圧油を戻すための隙間（ブリード開口）を方向制御弁のスプールに設けているものがある。建設機械は、このブリード開口の開口面積を変化させることによって、ブリードオフ制御を行う（例えば、特許文献１）。

従来の建設機械の油圧回路では、例えば図６に示すように、方向制御弁Ｖｍのスプールに複数のブリード開口Ｓｂｏを備える。このとき、油圧回路は、ブリード開口Ｓｂｏの開口面積を変化させることによって、ブリードオフ制御を行う。

特開平１１−２５７３０２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている建設機械の油圧回路では、複数の方向制御弁のスプールに夫々ブリード開口を設けているため、センターバイパス通路を通過する圧油の圧力損失が増加する場合があった。例えば図７に示すように、方向制御弁Ｖｍを複数配置した従来の油圧回路では、複数の方向制御弁Ｖｍのスプールに夫々複数のブリード開口Ｓｂｏを設ける必要があるため、センターバイパス通路ＲＣｍの形状が複雑になり（曲がり部が多くなり）、センターバイパス通路ＲＣｍを通過する圧油の圧力損失が増加する場合があった。また、従来の油圧回路では、方向制御弁Ｖｍのスプールの長手方向の大きさが大きくなる場合があった。更に、従来の油圧回路では、パラレル通路（例えば図６のＲＰ）を設けるときに、方向制御弁Ｖｍ（又はブリッジ通路Ｒｂ）が大型化する場合があった。

本発明は、このような事情の下に為され、油圧ポンプから吐出される圧油が供給されるセンターバイパス通路を備え、ブリードオフ制御を行う建設機械の油圧回路又はその制御装置であって、センターバイパス通路を通過する圧油の圧力損失を低減することができる建設機械の油圧回路又はその制御装置を提供することを課題とする。

本発明の一の態様によれば、油圧ポンプから吐出される圧油が供給されるセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、前記方向制御弁に供給する圧油の量を制御する制御弁とを有し、前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第１の内部通路と、前記圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第２の内部通路とを備え、前記第１の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第１の内部通路とによってパラレル通路を形成し、前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、前記制御弁は、該制御弁の開度を変更することによって、前記第２の内部通路に供給する圧油の量を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。また、前記第１の内部通路は、前記方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有し、該通路面積に対応する前記パラレル通路を形成し、前記複数の方向制御弁は、前記パラレル通路のみから圧油の供給を受ける、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路が提供される。更に、複数の前記方向制御弁グループと複数の前記センターバイパス通路とを有し、複数の前記方向制御弁グループは、複数の前記センターバイパス通路毎に夫々配置され、複数の前記センターバイパス通路と複数の前記方向制御弁グループの各第１の内部通路とが、夫々パラレル通路を形成する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、油圧ポンプから吐出される圧油が供給されるセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、前記方向制御弁に供給する圧油の量を制御する制御弁とを有し、前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第１の内部通路と、前記圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第２の内部通路とを備え、前記第１の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第１の内部通路とによってパラレル通路を形成し、前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、前記制御弁は、該制御弁の開度を変更することによって、前記第２の内部通路に供給する圧油の量を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。また、操作情報が前記建設機械に入力されていない場合に、前記制御弁の前記開度を小さくする、又は、前記開度をゼロにする、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。更に、前記操作情報に応じて、前記開度を変更する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。

更に、本発明のその他の態様によれば、油圧ポンプから吐出される圧油が供給されるセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、前記方向制御弁に供給する圧油の量を制御する制御弁とを有し、前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第１の内部通路と、前記圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第２の内部通路とを備え、前記第１の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第１の内部通路とによってパラレル通路を形成し、前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、前記制御弁は、該制御弁の開度を変更することによって、前記第２の内部通路に供給する圧油の量を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路の制御装置であって、前記ブリードオフ弁は、前記開口面積が最大となるアンロード位置と、該開口面積がゼロとなるブロック位置とを備え、前記ブリードオフ弁を前記アンロード位置から前記ブロック位置へと切り換えることによってブリードオフ制御する、ことを特徴とする、建設機械の油圧回路の制御装置が提供される。

本発明の建設機械の油圧回路又はその制御装置によれば、ブリードオフ制御を行う建設機械であって、センターバイパス通路を通過する圧油の圧力損失を低減することができる。

本発明の実施形態に係る建設機械の一例を説明する概略外観図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の一例を説明する油圧回路図である。 建設機械の油圧回路のその他の例を説明する油圧回路図である。 本発明の実施例に係る油圧回路の方向制御弁及び制御弁の一例を説明する概略構成図である。 本発明の実施例に係る油圧回路の方向制御弁の断面（図４のＡＡ断面）の一例を説明する概略断面図である。 油圧回路の方向制御弁のその他の例を説明する概略構成図である。 油圧回路の方向制御弁のその他の例の断面（図６のＢＢ断面）の一例を説明する概略断面図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

以後に、本発明の実施形態に係る油圧回路２０を備える建設機械１００を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、本実施形態以外でも、センターバイパス通路（センターバイパスライン）を備える建設機械であって、カット弁（ブリードオフ弁、流量制御弁など）を用いて圧油の一部をタンクに還流（ブリードオフ制御）するものであれば、いずれのものにも用いることができる。また、本発明を用いることができる建設機械には、油圧ショベル、クレーン車、ブルドーザ、ホイールローダ及びダンプトラック、並びに、杭打ち機、杭抜き機、ウォータージェット、泥排水処理設備、グラウトミキサ、深礎工用機械及びせん孔機械などが含まれる。

（建設機械の構成）
本発明を用いることができる建設機械１００の概略構成を、図１を用いて説明する。ここで、建設機械とは、本実施形態では、油圧アクチュエータを用いて、所望の作業を実施する機械である。

図１に示すように、建設機械１００は、油圧アクチュエータとして、上部旋回体１０Ｕｐに基端部を軸支されたブーム１１と、ブーム１１の先端に軸支されたアーム１２と、アーム１２の先端に軸支されたバケット１３とを備える。

建設機械１００は、ブーム１１と上部旋回体１０Ｕｐとの間隙に配置されたブームシリンダ１１ｃに作動油を供給することによって、ブームシリンダ１１ｃを長手方向に伸縮する。このとき、ブーム１１は、ブームシリンダ１１ｃの伸縮によって、上下方向に駆動される。また、建設機械１００は、オペレータ（運転者、作業者）の操作レバーの操作量（及び操作方向）に応じて制御されるブーム用方向制御弁（例えば図２（後述）のＶｂ１及びＶｂ２）によって、ブームシリンダ１１ｃに供給される作動油を制御する。この結果、建設機械１００は、オペレータの操作レバーの操作量等に応じて、所望の作業を実施する。

また、建設機械１００は、ブーム１１の場合と同様に、アームシリンダ１２ｃ及びバケットシリンダ１３ｃの伸縮によって、アーム１２及びバケット１３を駆動する。建設機械１００は、ブームシリンダ１１ｃの場合と同様に、アーム用方向制御弁（例えば図２のＶａ１及びＶａ２）及びバケット用方向制御弁（例えば図２のＶｂｋ）によって、アームシリンダ１２ｃ及びバケットシリンダ１３ｃに供給される作動油を制御する。

更に、建設機械１００は、車輪及び旋回装置等を用いて、建設機械１００本体の走行（前後左右の移動）及び回転（旋回など）を行う。建設機械１００は、例えば走行用の方向制御弁など（例えば図２のＶｔ１、Ｖｔ２及びＶｓｔ）を用いて、オペレータの操作レバーの操作量などに応じて、建設機械１００の走行などを実施する。

本発明を用いることができる建設機械１００は、油圧ポンプから油圧アクチュエータに作動油（圧油）を供給する油圧回路（後述）２０と、建設機械１００の各構成の動作を制御する制御装置（後述）３０と、を更に備える。

以下に、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０及び制御装置３０を具体的に説明する。

（建設機械の油圧回路）
本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０を、図２を用いて説明する。ここで、図２に記載した実線は、油路（圧油の通路）を示す。また、／／を付加している実線は、電気制御系を示す。

なお、本発明を適用することができる油圧回路は、図２に示すものに限定されない。すなわち、センターバイパス通路を備え、方向制御弁の下流側のセンターバイパス通路にカット弁を配置している油圧回路であれば、いずれの油圧回路にも本発明を適用することができる。

また、図２に示す油圧回路２０は２個の油圧ポンプを備えるが、本発明を適用することができる油圧回路は２個の油圧ポンプを備えるものに限定されない。すなわち、１個又は３個以上の油圧ポンプを備える油圧回路（建設機械）に本発明を用いてもよい。

図２に示すように、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０は、図示しない動力源（原動機、エンジン、モータなど）の出力軸に機械的に接続された２個の油圧ポンプＰ（第１の油圧ポンプＰ１及び第２の油圧ポンプＰ２）と、２個の油圧ポンプＰから夫々吐出された圧油（作動油）を供給される２個のセンターバイパス通路ＲＣ（第１のセンターバイパス通路ＲＣ１及び第２のセンターバイパス通路ＲＣ２）と、油圧アクチュエータ（図１のブーム１１等）を制御する方向制御弁（第１の走行用方向制御弁Ｖｔ１等）と、走行直進用の方向制御弁（走直弁）Ｖｓｔと、を有する。また、油圧回路２０は、センターバイパス通路ＲＣの下流（例えば最下流）に配置されたブリードオフ弁Ｖｂｏ（第１のブリードオフ弁Ｖｂｏ１及び第２のブリードオフ弁Ｖｂｏ２）を有する。更に、油圧回路２０は、ブリードオフ弁Ｖｂｏのパイロットポート（制御ポート）に入力する圧力を生成する（圧油を吐出する）パイロットポンプＰｐ（第１のパイロットポンプＰｐ１及び第２のパイロットポンプＰｐ２）を有する。

本実施形態に係る油圧回路２０は、方向制御弁（Ｖｔ１等）をセンターバイパス通路ＲＣに直列に配置し、センターバイパス通路ＲＣの下流にブリードオフ弁Ｖｂｏを配置している。具体的には、油圧回路２０は、第１の油圧ポンプＰ１に対応する第１のセンターバイパス通路ＲＣ１に、第１の走行用方向制御弁（例えば左走行用方向制御弁）Ｖｔ１、予備用方向制御弁Ｖｏｐ、旋回用方向制御弁Ｖｓｗ、第２のブーム用方向制御弁Ｖｂ２及び第１のアーム用方向制御弁Ｖａ１、並びに、第１のブリードオフ弁Ｖｂｏ１を直列に配置している。また、油圧回路２０は、第２の油圧ポンプＰ２に対応する第２のセンターバイパス通路ＲＣ２に、第２の走行用方向制御弁（例えば右走行用方向制御弁）Ｖｔ２、バケット用方向制御弁Ｖｂｋ、第１のブーム用方向制御弁Ｖｂ１及び第２のアーム用方向制御弁Ｖａ２、並びに、第２のブリードオフ弁Ｖｂｏ２を直列に配置している。更に、油圧回路２０は、第２のセンターバイパス通路ＲＣ２の上流側に、走直弁Ｖｓｔを配置している。

すなわち、油圧回路２０は、センターバイパス通路ＲＣに複数の方向制御弁を直列に配置している。また、油圧回路２０は、２つのセンターバイパス通路ＲＣ１、ＲＣ２に複数の方向制御弁を夫々直列に配置することで、方向制御弁をタンデムに配置している。

なお、以後の説明において、センターバイパス通路ＲＣにタンデムに配置された複数の方向制御弁からなるグループを「方向制御弁グループ」という。

本実施形態に係る油圧回路２０は、方向制御弁の第２の内部通路ＲＶ２（後述）に供給する圧油の流量を制御する制御弁（絞り弁、流量制御弁など）Ｖｔｈを更に有する。ここで、油圧回路２０は、複数の方向制御弁のうちの任意の方向制御弁に、制御弁Ｖｔｈを配置することができる。油圧回路２０は、例えば第１のアーム用方向制御弁Ｖａ１に制御弁Ｖｔｈを配置すること（図２）ができる。

本実施形態に係る油圧回路２０は、オペレータの操作レバーの操作に対応する操作情報（例えば、操作量に関する情報、操作方向に関する情報）に応じて生成されたリモコン圧（リモコン弁の二次圧）を、操作された操作レバーに対応する方向制御弁（Ｖｔ１等）に入力する。このとき、方向制御弁は、スプール（流量制御スプール）の両端に導入されるリモコン圧に応じて、スプールの位置を切り替え、圧油（作動油）の流量（操作量）及び方向（操作方向）を制御する。

また、本実施形態に係る油圧回路２０は、センターバイパス通路ＲＣ（例えばＲＣ１）の下流に配置したブリードオフ弁Ｖｂｏ（例えばＶｂｏ１）を用いて、油圧ポンプＰ（例えばＰ１）から吐出された圧油の一部（余剰分）を作動油タンクＴｎｋに還流する（ブリードオフ制御する）。これにより、建設機械１００は、油圧シリンダ（例えば１１ｃ）に供給される作動油（圧油）の流量を制御し、油圧アクチュエータ（例えば図１の１１）の駆動（動作）を制御することができる。

ここで、ブリードオフ弁Ｖｂｏは、本実施形態では、その開口面積が最大となるアンロード位置と、開口面積がゼロとなるブロック位置とを備える。ブリードオフ弁Ｖｂｏは、後述する制御装置３０によって制御されるパイロットポンプＰｐの圧油（の圧力）を用いて、アンロード位置からブロック位置に切り換えられ、その開口面積を変化される。これにより、ブリードオフ弁Ｖｂｏは、変化された開口面積に対応する所望の流量の圧油を作動油タンクに還流する（戻す）ことができる。

（方向制御弁の内部通路）
本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０に配置された方向制御弁の内部通路ＲＶを、下記に説明する。

本実施形態に係る油圧回路２０は、方向制御弁グループ（複数の方向制御弁）を備える。また、本実施形態に係る方向制御弁は、内部通路ＲＶとして、供給された圧油をセンターバイパス通路ＲＣに流出する第１の内部通路と、供給された圧油を油圧アクチュエータに供給する第２の内部通路とを備える。すなわち、方向制御弁グループを構成する複数の方向制御弁は、第１の内部通路及び第２の内部通路を夫々備える。

更に、第１の内部通路は、油圧ポンプから吐出された圧油を方向制御弁に対して下流のセンターバイパス通路ＲＣに流出させることにより、センターバイパス通路ＲＣと第１の内部通路とによってパラレル通路を形成することができる。ここで、方向制御弁の内部通路の形状（スプールの形状）等は、後述する実施例（図４）の形状を用いてもよい。

本発明の実施形態に係る第１の内部通路は、ブリードオフ弁Ｖｂｏに圧油を供給するための内部通路（例えば図２のＲＶ１）である。第１の内部通路は、センターバイパス通路ＲＣの上流に接続された油圧ポンプＰから吐出された圧油を、方向制御弁（Ｖａ１等）に対して下流のセンターバイパス通路ＲＣに流出する。

第１の内部通路は、本実施形態では、方向制御弁のスプール位置が切り替えられた場合でも、その通路の開口を全閉されない。すなわち、第１の内部通路は、本実施形態では、方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有する。なお、略同一の通路面積とは、スプール位置変位により変化する通路面積の増減量に比して、圧油が実際に通過する有効通路面積が実質的に大きく変化しないことを意味する。

これにより、本発明の実施形態に係る油圧回路２０は、センターバイパス通路ＲＣと第１の内部通路とによって、パラレル通路を形成することができる。また、本発明の実施形態に係る油圧回路２０は、第１の内部通路の通路面積に対応するパラレル通路を形成することができる。更に、本発明の実施形態に係る油圧回路２０は、形成されたパラレル通路のみから方向制御弁グループ（複数の方向制御弁）に圧油を供給することができる。

なお、複数の方向制御弁のうちの走行用方向制御弁（例えば図２のＶｔ１、Ｖｔ２）は、第１の内部通路の開口を全閉される構成（例えば図２のＲＶ１ｔ）としてもよい。これにより、建設機械１００（の油圧回路２０）は、走行時に、走行の安定性（走行に必要な作動油の流量）を確保することができる。

また、本実施形態に係る方向制御弁の第１の内部通路（のスプール）は、作動油タンクに圧油を戻すための隙間（以下、「ブリード開口」という。）を備えない。なお、本実施形態に係る油圧回路２０は、前述の通り、センターバイパス通路ＲＣの最下流側に配置したブリードオフ弁Ｖｂｏを用いて、ブリードオフ制御（統一ブリードオフ制御）を実施することができる。

本発明の実施形態に係る第２の内部通路は、油圧シリンダ（例えば図２のアームシリンダ１２ｃ）に圧油を供給するための内部通路（例えば図２のＲＶ２）である。第２の内部通路は、油圧ポンプＰから吐出された圧油を、油圧シリンダ（図２のアームシリンダ１２ｃ等）に供給する。本実施形態に係る第２の内部通路は、入力されたリモコン圧によって方向制御弁のスプール位置を切り替えられた場合に、その内部通路の経路を変化させ、油圧シリンダに供給する圧油（作動油）の流量（操作量）及び方向（操作方向）を変化させる。これにより、方向制御弁（建設機械１００）は、油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）の動作を制御することができる。

また、第２の内部通路は、本実施形態では、方向制御弁（第２の内部通路）の上流に配置された制御弁Ｖｔｈによって、供給される圧油の流量を制御される。すなわち、油圧回路２０は、制御弁Ｖｔｈの開度を制御することによって、第２の内部通路に供給する圧油の量を制御する。これにより、油圧回路２０（建設機械１００）は、第２の内部通路に供給する圧油の量を制御することで、圧油（作動油）が供給される油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）の動作を制御することができる。

図３に、建設機械の油圧回路のその他の例を示す。図３の油圧回路では、ブリードオフ制御を実施するために、方向制御弁（図３のＶａ１等）のスプールにブリード開口（例えば図６のＳｂｏ）を夫々設けることができる。すなわち、図３の油圧回路を備える建設機械は、このブリード開口の開口面積を変化させることによって、ブリードオフ制御を行うことができる。

ここで、図３の油圧回路を備える建設機械では、方向制御弁のスプールに夫々ブリード開口を設けているため、本発明に係る油圧回路（図２）の場合と比較して、センターバイパス通路を通過する圧油の圧力損失が増加する場合がある。

また、図３の油圧回路を備える建設機械では、方向制御弁のブリード開口の開度が上限の場合においても、方向制御弁を通過する圧油の圧力損失が発生する場合がある。すなわち、図３の油圧回路を備える建設機械では、方向制御弁のブリード開口の開度が上限の場合においても、方向制御弁の内部通路の開度を絞り気味に設計しているため、本発明に係る油圧回路（図２）の場合と比較して、センターバイパス通路を通過する圧油の圧力損失が増加する場合がある。

更に、図３の油圧回路の方向制御弁では、方向制御弁のスプールにブリード開口を設けているため、方向制御弁の長手方向の長さが増加する。すなわち、図３の油圧回路の方向制御弁では、方向制御弁のスプールにブリード開口を設けているため、本発明に係る油圧回路（図２）の場合と比較して、方向制御弁が大型化し、その製作が非容易化する。

（建設機械の制御装置）
建設機械１００の制御装置３０は、本実施形態では、建設機械１００全体の動作を制御するために搭載されているコントローラ３０Ｃ（図２）を用いる。ここで、コントローラ３０Ｃ（制御装置３０）は、建設機械１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する装置である。コントローラ３０Ｃ（制御装置３０）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリ等を含む演算処理装置で構成することができる。

コントローラ３０Ｃは、本実施形態では、建設機械１００に入力された情報（例えば操作レバーの操作量、操作方向などに関する操作情報）に基づいて、レギュレータＲ（Ｒ１、Ｒ２）の動作を制御する。これにより、油圧ポンプＰ（Ｐ１、Ｐ２）は、レギュレータＲによって、その吐出量を制御される。

また、コントローラ３０Ｃは、建設機械１００に入力された情報に基づいて、リモコン弁等を用いて、リモコン圧を生成する。次いで、コントローラ３０Ｃは、リモコン回路を用いて、生成したリモコン圧を方向制御弁（Ｖｔ１等）に入力する。これにより、方向制御弁は、入力されたリモコン圧を用いて、スプール位置を切り換え、油圧アクチュエータに供給する作動油を制御することができる。

更に、コントローラ３０Ｃは、本発明の実施形態では、建設機械１００に入力された情報に基づいて、制御弁Ｖｔｈの開度を制御する。コントローラ３０Ｃは、例えば予め決められた特定の操作状況に応じて、制御弁Ｖｔｈの開度を制御してもよい。

これにより、コントローラ３０Ｃは、制御弁Ｖｔｈを用いて、方向制御弁Ｖの第２の内部通路に供給する圧油の流量を制御することができる。また、コントローラ３０Ｃは、任意の方向制御弁Ｖに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を制御（調整）することにより、複合動作時（例えば複数の油圧アクチュエータを同時に操作する時）の操作性を向上させることができる。コントローラ３０Ｃは、例えば、複合動作時において、動作を優先させる油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を大きくし、動作を優先させない油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を小さくすることによって、複合動作時の操作性を向上させることができる。

なお、コントローラ３０Ｃは、建設機械１００に入力された情報に基づいて、制御弁Ｖｔｈ（の制御ポート）に入力する圧力を変化させることにより、制御弁Ｖｔｈの開度を制御してもよい。また、コントローラ３０Ｃは、油圧ポンプの吐出圧若しくは油圧アクチュエータの作動油の圧力又はその他建設機械の操作状況を検出し、検出した検出結果に基づいて、制御弁Ｖｔｈの開度を制御してもよい。

コントローラ３０Ｃは、本発明の実施形態では、建設機械１００に入力された情報に基づいて、ブリードオフ弁Ｖｂｏ（Ｖｂｏ１、Ｖｂｏ２）に入力するパイロットポンプＰｐ（Ｐｐ１、Ｐｐ２）の圧油の圧力を変化させる。これにより、ブリードオフ弁Ｖｂｏは、入力された圧力を用いて、開度を変化させることができる。また、ブリードオフ弁Ｖｂｏは、開度を変化させることによって、作動油タンクに還流する圧油の流量を制御することができる。

また、コントローラ３０Ｃは、ブリードオフ弁Ｖｂｏを用いて単独操作時のセンターバイパス通路ＲＣを通過する圧油の圧力損失を低減することができるとともに、複合動作時（例えば、いわゆる床堀り作業など）に任意の油圧アクチュエータ（図１のアーム１２及びバケット１３）に対応する制御弁Ｖｔｈの開度を調整（大きく又は小さく）することによって、建設機械の操作性を向上することができる。

以上により、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、方向制御弁でブリードオフ制御をしないで、方向制御弁の第１の内部通路を用いて、油圧ポンプＰから吐出された圧油をセンターバイパス通路ＲＣの下流に供給することができるので、センターバイパス通路ＲＣを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。

また、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、センターバイパス通路ＲＣの下流に配置したブリードオフ弁Ｖｂｏを用いて、方向制御弁でブリードオフ制御をしないで（各方向制御弁にブリード開口を備えないで）、センターバイパス通路ＲＣの下流でブリードオフ制御をすることができる。これにより、本実施形態に係る油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、複数の方向制御弁で夫々ブリードオフ制御する場合と比較して、方向制御弁の内部通路（例えば第１の内部通路）の開口面積を大きくすることができるので、センターバイパス通路ＲＣを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。

また、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、方向制御弁にブリード開口を備えないので、方向制御弁の長手方向の大きさを小さくすることができる。これにより、本実施形態に係る油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、方向制御弁にブリード開口を備える場合と比較して、方向制御弁を小型化することができ、その製作を容易化することができる。

更に、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、複合動作時に任意の油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を調整（大きく又は小さく）することができる。これにより、本実施形態に係る油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、ブリードオフ弁Ｖｂｏを用いて単独操作時のセンターバイパス通路ＲＣを通過する圧油の圧力損失を低減することができるとともに、複合動作時に任意の油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を調整することによって、建設機械１００の操作性を向上することができる。

建設機械１００Ｅの実施例を用いて、本発明を説明する。

（建設機械の構成）及び（建設機械の油圧回路）
本実施例に係る建設機械１００Ｅの構成等は、実施形態の建設機械１００の構成等と基本的に同様のため、説明を省略する。

（方向制御弁の内部通路）
本実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０に配置された方向制御弁Ｖ及び制御弁Ｖｔｈの概略構成図を図４に示す。ここで、図４（ａ）は、制御弁Ｖｔｈの閉口時（例えば図２のＶｔｈ１のａ位置）の場合である。図４（ｂ）は、制御弁Ｖｔｈの開口時（例えば図２のＶｔｈ１のａ位置）の場合である。図４（ｃ）は、制御弁Ｖｔｈの絞り時（例えば図２のＶｔｈ１のｂ位置）の場合である。

図４（ａ）に示すように、本発明の実施例に係る油圧回路２０の方向制御弁Ｖは、センターバイパス通路ＲＣを介して圧油を供給される入口ポートＰＩｐｒｔと、入口ポートＰＩｐｒｔから供給された圧油をセンターバイパス通路ＲＣに流出する出口ポートＰＯｐｒｔと、方向制御弁Ｖに供給された圧油を油圧シリンダに供給するシリンダポートＣｐｒｔと、油圧シリンダから排出された圧油を作動油タンクに排出するタンクポートＴｐｒｔと、を有する。また、本実施例に係る制御弁（絞り弁、流量制御弁など）Ｖｔｈは、第２の内部通路ＲＶ２に圧油を供給する経路の入口に配置されている。

図４（ｂ）に示すように、本実施例に係る方向制御弁Ｖは、スプール変位時（例えば図中のＭｂ）に、センターバイパス通路ＲＣから供給された圧油（作動油）Ｏｃを制御弁Ｖｔｈ及び第２の内部通路ＲＶ２を介して、シリンダポートＣｐｒｔＢから油圧シリンダ（例えば図１及び図２の１１ｃ等）に供給する。このとき、油圧シリンダからシリンダポートＣｐｒｔＡに排出された圧油（作動油）Ｏｔは、タンクポートＴｐｒｔから作動油タンクに排出される。

図４（ｃ）に示すように、本実施例に係る方向制御弁Ｖ（油圧回路２０）は、制御弁Ｖｔｈを用いて、第２の内部通路ＲＶ２に供給する圧油の流量を制御する。具体的には、制御弁Ｖｔｈは、ポペットＰｐｔを予め定められた位置で固定することができるスイッチ機構Ｓｗを用いて、スイッチ機構Ｓｗのオン時に、第２の内部通路ＲＶ２に供給する圧油の流量を制御する（絞る）ことができる。なお、図４（ｂ）に、スイッチ機構Ｓｗのオフ時のポペットＰｐｔを示す。

本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０は、図４（ａ）に示すように、方向制御弁Ｖでブリードオフ制御をしないため（方向制御弁Ｖにブリード開口を有しないため）、方向制御弁Ｖの第１の内部通路ＲＶ１の開口面積を大きくすることができる。これにより、本実施例に係る方向制御弁Ｖは、方向制御弁Ｖの第１の内部通路ＲＶ１の開口面積を大きくすることができるので、センターバイパス通路ＲＣを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。

また、本実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０は、センターバイパス通路ＲＣに複数の方向制御弁Ｖを直列に配置することによって、センターバイパス通路ＲＣと複数の第１の内部通路ＲＶ１（方向制御弁Ｖ）とで形成される通路をパラレル通路として機能させることができる。このため、本実施例に係る油圧回路２０は、パラレル通路を別に設ける必要がなく、方向制御弁Ｖを小型化（スプールの軸方向及び径方向の大きさを小さく）することができる。本実施例に係る油圧回路２０は、例えばブリッジ通路Ｒｂ（図４（ａ））を小型化することができる。

本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０は、方向制御弁グループＧｖを用いて、センターバイパス通路ＲＣに圧油を流出する。具体的には、図５に示すように、方向制御弁グループＧｖ（複数の方向制御弁Ｖ）を配置した油圧回路２０は、方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有する第１の内部通路とセンターバイパス通路ＲＣとによってパラレル通路を形成することができる。ここで、油圧回路２０は、方向制御弁Ｖの第１の内部通路ＲＶ１を経由して、入口ポートＰＩｐｒｔから供給された圧油Ｏｐを出口ポートＰＯｐｒｔに流出し、センターバイパス通路ＲＣに流出する。

これにより、本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０は、複数の方向制御弁Ｖ（方向制御弁グループＧｖ）のスプールに複数のブリード開口を夫々設ける必要がないため、センターバイパス通路ＲＣの形状を単純にすることができる。また、本実施例に係る油圧回路２０は、センターバイパス通路ＲＣの曲がり部等を少なくすることができるので、センターバイパス通路ＲＣを通過する圧油の圧力損失を低減することができる。

（建設機械の制御装置）
本実施例に係る建設機械１００Ｅの制御装置３０の構成及び動作は、実施形態の建設機械１００の制御装置３０の構成等と基本的に同様のため、異なる部分を主に説明する。

制御装置３０（コントローラ３０Ｃ）は、建設機械１００Ｅに入力された情報に基づいて、制御弁Ｖｔｈ（の開度）を制御する。これにより、制御装置３０は、方向制御弁Ｖの第２の内部通路ＲＶ２（シリンダポートＣｐｒｔ）に供給される圧油の量を制御することができる。

制御装置３０は、例えば下記の制御を行うことができる。なお、制御装置３０の制御の動作は、下記に例示する制御に限定されるものではない。

（１）制御装置３０は、例えば複合動作時に、動作を優先させる油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を大きくし（図４（ｂ））、動作を優先させない油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖｔｈの開度を小さくすること（図４（ｃ））ができる。これにより、制御装置３０（建設機械１００Ｅ）は、任意の油圧アクチュエータの動作を優先することができる。

（２）制御装置３０は、例えば操作情報が建設機械１００Ｅに入力されていない場合（操作レバーが操作されていない場合）に、制御弁Ｖｔｈの開度を小さくする、又は、開度をゼロにすることができる。制御弁Ｖｔｈは、例えばスイッチ機構Ｓｗ（図４）を用いて、ポペットＰｐｔの位置を開度が小さくなる位置に固定することができる。これにより、制御装置３０（建設機械１００Ｅ）は、建設機械１００Ｅの非操作時に、油圧アクチュエータの動作を制限することができる（フェールセーフ）。

（３）制御装置３０は、例えば制御弁Ｖｔｈの開度と方向制御弁Ｖ（のスプール）の開度の合算（例えば開口面積の合計）が、従来回路（例えば図６の方向制御弁Ｖｍ）の開度（又は開口面積）と同等にし、且つ、方向制御弁Ｖ（のスプール）の開度を可能な限り大きくすることができる。これにより、制御装置３０（建設機械１００Ｅ）は、従来回路と比較して、方向制御弁Ｖを通過するときの圧油の圧力損失を低減することができる。

（４）制御装置３０は、例えば建設機械１００Ｅの操作状況を検出し、検出した操作状況に基づいて、制御弁Ｖｔｈの開度を制御することができる。これにより（単独操作時の）低損失と（複合操作時の流量分配による）操作性の向上とを両立させることができる。なお、制御装置３０は、操作状況として、例えば、油圧ポンプの吐出圧（吐出量）、油圧アクチュエータの作動油の圧力（圧力変動）若しくは作動油温度、油圧シリンダの推力（加速度）、油圧アクチュエータの速度、加速度若しくは角度（位置）、又は、その他建設機械の状態に関する情報を適宜組み合わせて検出してもよい。

以上により、本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０又はその制御装置３０と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、センターバイパス通路ＲＣに複数の方向制御弁Ｖを直列に配置することによって、センターバイパス通路ＲＣと第１の内部通路ＲＶ１（方向制御弁Ｖ）とで形成される通路をパラレル通路として機能させることができる。更に、本実施例に係る油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、センターバイパス通路ＲＣと複数の第１の内部通路ＲＶ１とで形成される通路をパラレル通路として機能させることができるので、パラレル通路を別に設ける必要がなく、方向制御弁Ｖを小型化することができる。これにより、本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０又はその制御装置３０は、建設機械１００Ｅ全体の小型化、製作容易化及び低コスト化について有利な効果を有する。

更に、本発明の実施例に係る建設機械１００Ｅの油圧回路２０又はその制御装置３０によれば、制御弁Ｖｔｈ（の開度）を制御することができるので、方向制御弁Ｖの第２の内部通路ＲＶ２（シリンダポートＣｐｒｔ）に供給される圧油の量を制御することができる。

以上、建設機械の油圧回路又はその制御装置を含む本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

１００，１００Ｅ： 建設機械
１１ ： ブーム
１１ｃ ： ブームシリンダ
１２ ： アーム
１２ｃ ： アームシリンダ
１３ ： バケット
１３ｃ ： バケットシリンダ
２０ ： 油圧回路
３０ ： 制御手段
３０Ｃ ： コントローラ
Ｇｖ ： 方向制御弁グループ
Ｖ ： 方向制御弁（コントロールバルブ）
Ｖａ１，Ｖａ２，Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂｋ，Ｖｓｗ，Ｖｏｐ，Ｖｔ１，Ｖｔ２：油圧アクチュエータ用方向制御弁
Ｖｓｔ ： 走行直進用方向制御弁（走直弁）
Ｖｂｏ ： ブリードオフ弁（カット弁）
Ｖｔｈ ： 制御弁（絞り弁、流量制御弁）
Ｐｐｔ ： ポペット
Ｓｗ ： スイッチ機構
ＲＣ，ＲＣ１，ＲＣ２： センターバイパス通路（センターバイパスライン）
ＲＶ１ ： 第１の内部通路（ブリードオフ用内部通路，ＰＴ開口用内部通路）
ＲＶ２ ： 第２の内部通路（油圧アクチュエータ用内部通路，シリンダポート用内部通路）
ＰＩｐｒｔ：入口ポート
ＰＯｐｒｔ：出口ポート
Ｔｐｒｔ ：タンクポート
Ｃｐｒｔ，ＣｐｒｔＡ，ＣｐｒｔＢ ：シリンダポート
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２： 油圧ポンプ
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２： レギュレータ
Ｔｎｋ ： 作動油タンク（タンク）
Ｐｐ，Ｐｐ１，Ｐｐ２： パイロットポンプ

Claims (7)

1. 油圧ポンプから吐出される圧油が供給されるセンターバイパス通路を備える建設機械の油圧回路であって、
   前記センターバイパス通路にタンデムに配置された複数の方向制御弁からなる方向制御弁グループと、
   前記方向制御弁グループの下流の該センターバイパス通路に配置されたブリードオフ弁と、
   前記方向制御弁に供給する圧油の量を制御する制御弁と
   を有し、
   前記方向制御弁は、該方向制御弁に供給された圧油を前記センターバイパス通路に流出する第１の内部通路と、前記圧油を前記建設機械の油圧アクチュエータに供給する第２の内部通路とを備え、
   前記第１の内部通路は、前記油圧ポンプから吐出された圧油を該方向制御弁に対して下流の該センターバイパス通路に流出させることにより、該センターバイパス通路と該第１の内部通路とによってパラレル通路を形成し、
   前記ブリードオフ弁は、該ブリードオフ弁の開口面積を変化させることによって、前記パラレル通路を介して供給される圧油をブリードオフ制御し、
   前記制御弁は、該制御弁の開度を変更することによって、前記第２の内部通路に供給する圧油の量を制御する、
   ことを特徴とする建設機械の油圧回路。
2. 前記第１の内部通路は、前記方向制御弁のスプール位置に関わらず略同一の通路面積を有し、該通路面積に対応する前記パラレル通路を形成し、
   前記複数の方向制御弁は、前記パラレル通路のみから圧油の供給を受ける、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の建設機械の油圧回路。
3. 複数の前記方向制御弁グループと複数の前記センターバイパス通路とを有し、
   複数の前記方向制御弁グループは、複数の前記センターバイパス通路毎に夫々配置され、
   複数の前記センターバイパス通路と複数の前記方向制御弁グループの各第１の内部通路とが、夫々パラレル通路を形成する、
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の建設機械の油圧回路。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の建設機械の油圧回路を制御する建設機械の油圧回路の制御装置。
5. 操作情報が前記建設機械に入力されていない場合に、前記制御弁の前記開度を小さくする、又は、前記開度をゼロにする、ことを特徴とする、請求項４に記載の建設機械の油圧回路の制御装置。
6. 前記操作情報に応じて、前記開度を変更する、ことを特徴とする、請求項５に記載の建設機械の油圧回路の制御装置。
7. 前記ブリードオフ弁は、前記開口面積が最大となるアンロード位置と、該開口面積がゼロとなるブロック位置とを備え、
   前記ブリードオフ弁を前記アンロード位置から前記ブロック位置へと切り換えることによってブリードオフ制御する、ことを特徴とする、請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の建設機械の油圧回路の制御装置。

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