JP7090567B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に関し、特に、片ロッド式油圧シリンダと旋回用油圧モータを油圧閉回路で駆動する建設機械に関する。

近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、省エネ化が重要な開発項目になっている。建設機械の省エネ化には油圧システム自体の省エネ化が重要であり、油圧ポンプと油圧アクチュエータを閉回路接続して、油圧ポンプの流量制御で直接的に油圧アクチュエータの速度を制御する油圧閉回路（以下、閉回路）が検討されている。このシステムは、従来の流量制御弁による圧損がなく、必要な流量のみをポンプが吐出するためエネルギ損失が少ない。また、油圧アクチュエータの位置エネルギや減速時の運動エネルギを回生することもできる。このため、さらなる省エネ化が可能となる。

閉回路を搭載した建設機械の先行技術を開示するものとして、特許文献１がある。特許文献１には、油圧ポンプをアクチュエータ（ブームシリンダ、旋回モータ等）に閉回路で接続し、油圧ポンプの斜板制御でアクチュエータの動作速度を制御する構成が記載されている。

特許文献１に記載の閉回路には、フラッシング弁が設けられている。フラッシング弁は、閉回路内の圧油の収支を保つため、閉回路のうち低圧側の流路をタンクに連通させる弁であり、低圧側の余剰油をタンクへ排出する機能を有する。

特許文献１において、ブームシリンダを収縮する場合、ポンプはブームシリンダのヘッド側から作動油を吸入し、ロッド側へ吐出する。この時、フラッシング弁は低圧側となるブームシリンダのロッド側とタンクを接続するように切り換わる。その結果、ポンプが吐出した作動油がブームシリンダのロッド側に流入する一方で、片ロッドシリンダであるブームシリンダの受圧面積差分の作動油がフラッシング弁からタンクに排出される。

一方、旋回体を加速する場合、ポンプは旋回モータの一方の入出力側から作動油を吸入し、他方の入出力側へ吐出する。この時、フラッシング弁は低圧側となるポンプ吸入側をタンクに接続するように切り換わる。ここで、ポンプの吐出流量を小さくし、旋回体を減速させる場合、旋回体の慣性エネルギにより旋回モータは作動油を吐出し続けるため、ポンプ吸入側が高圧となり、フラッシング弁が閉回路の低圧側であるポンプ吐出側をタンクへ接続するよう切り換わる。これにより、旋回モータにブレーキ圧が作用し、旋回体は減速する。

特開２０１６－０１７６０２号公報

一般的な片ロッドシリンダの場合、ヘッド側とロッド側の受圧面積比はおよそ２：１であるため、片ロッドシリンダを駆動する閉回路（以下、シリンダ閉回路）では、ポンプが吐出した作動油のおよそ半分がフラッシング弁からタンクへ排出されることになる。従って、シリンダ閉回路においては、フラッシング弁の圧力損失を低減するために、フラッシング弁のサイズを大きくする必要がある。

一方、旋回モータには片ロッドシリンダのような受圧面積差がないため、旋回モータを駆動する閉回路（以下、旋回閉回路）において、フラッシング弁からタンクに排出される流量はシリンダ閉回路に比べ１／１０以下と少ない。ここで、コスト等の観点からシリンダ閉回路と旋回閉回路とで同じ形状のフラッシング弁を使用した場合、旋回閉回路におけるフラッシング弁の圧力損失が小さくなるため、旋回減速開始時にポンプ吸入側（低圧側）の圧力の立ち上がりが遅れることとなる。それにより、フラッシング弁が切り換わるタイミングが遅れ、ポンプ吸入側の圧力がリリーフ圧（ブレーキ圧）に達するまでに時間を要する。その結果、旋回減速応答性が低下し、操作性が悪化するという課題が生じる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、片ロッド式油圧シリンダおよび旋回油圧モータを駆動する油圧閉回路を搭載し、かつ旋回減速応答性が良好な建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた作業装置と、作動油を貯留するタンクと、前記作業装置を駆動する片ロッド式油圧シリンダと、前記上部旋回体を駆動する旋回用油圧モータと、前記作業装置および前記上部旋回体の動作を指示する操作装置と、両傾転ポンプからなる第１閉回路ポンプと、両傾転ポンプからなる第２閉回路ポンプと、前記第１閉回路ポンプと前記片ロッド式油圧シリンダとを閉回路状に接続するシリンダ閉回路と、前記第２閉回路ポンプと前記旋回用油圧モータとを閉回路状に接続する旋回閉回路と、前記シリンダ閉回路の低圧側の流路を前記タンクに連通させる第１フラッシング弁と、前記旋回閉回路の低圧側の流路を前記タンクに連通させる第２フラッシング弁と、前記第１閉回路ポンプと前記片ロッド式油圧シリンダとの連通と遮断とを切り換える第１切換弁と、前記第２閉回路ポンプと前記旋回用油圧モータとの連通と遮断とを切り換える第２切換弁と、前記操作装置から入力される操作信号に応じて、前記第１切換弁および前記第２切換弁の開閉、ならびに前記第１閉回路ポンプおよび前記第２閉回路ポンプの吐出流量を制御する建設機械において、前記第２フラッシング弁が全開したときの前記第２フラッシング弁から前記タンクまでの最小流路面積は、前記第１フラッシング弁が全開したときの前記第１フラッシング弁から前記タンクまでの最小流路面積よりも小さいものとする。

以上のように構成した本発明によれば、旋回減速開始時に、旋回閉回路用のフラッシング弁（第２フラッシング弁）を介してポンプ吸入側からタンクへ作動油が排出される際に、第２フラッシング弁で大きな圧力損失が発生することで、ポンプ吸入側の流路の圧力が速やかに上昇し、第２フラッシング弁が速やかに切り換わる。これにより、ポンプ吸入側の流路の圧力がリリーフ圧に達するまでの時間が短縮されるため、旋回減速応答性が向上し、良好な旋回操作性が得られる。

本発明によれば、片ロッド式油圧シリンダおよび旋回油圧モータを油圧閉回路で駆動する建設機械において、旋回減速応答性が向上し、良好な旋回操作性が得られる。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。 本発明の第１の実施例に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。 本発明の第１の実施例に係るシリンダ閉回路に設けられたフラッシング弁の内部構造を示す概略図である。 本発明の第１の実施例に係る旋回閉回路に設けられたフラッシング弁の内部構造を示す概略図である。 従来の旋回閉回路の動作の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る旋回閉回路の動作の一例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る旋回閉回路に設けられたフラッシング弁の内部構造を示す概略図である。 本発明の第３の実施例に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、本発明は、閉回路ポンプと油圧シリンダを切換弁を介して閉回路状に接続された油圧閉回路を複数備え、かつ旋回閉回路を備えた建設機械全般に適用が可能であり、本発明の適用対象は油圧ショベルに限定されるものではない。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルについて説明する。
（車体本体）
図１は、本実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。

図１において、油圧ショベル１００は、左右方向の両側にクローラ式の走行装置８ａ，８ｂを備えた下部走行体１０３と、下部走行体１０３上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２とを備えている。下部走行体１０３と上部旋回体１０２は、油圧ショベル１００の車体本体を構成する。

上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗する操作室としてキャブ１０１が設けられている。下部走行体１０３と上部旋回体１０２とは、旋回用油圧モータとしての旋回モータ７を介して旋回可能とされている。上部旋回体１０２の前側には、例えば掘削作業等を行うための作業装置としてのフロント作業機１０４の基端部が回動可能に取り付けられている。ここで、前側とは、キャブ１０１に搭乗する操作者が向く方向（図１中の左方向）をいう。

フロント作業機１０４は、上部旋回体１０２の前側に基端部が上下方向に回動可能に連結されたブーム２を備えている。ブーム２は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ１を介して動作する。ブームシリンダ１は、ブームロッド１ｂの先端部が上部旋回体１０２に連結され、ブームヘッド１ａの基端部がブーム２に連結されている。ブーム２の先端部には、アーム４の基端部が上下または前後方向に回動可能に連結されている。アーム４は、片ロッド式油圧シリンダであるアームシリンダ３を介して動作する。アームシリンダ３は、アームロッド３ｂの先端部がアーム４に連結され、アームヘッド３ａの基端部がブーム２に連結されている。アーム４の先端部には、バケット６の基端部が上下または前後方向に回動可能に連結されている。バケット６は、片ロッド式油圧シリンダであるバケットシリンダ５を介して動作する。バケットシリンダ５は、バケットロッド５ｂの先端部がバケット６に連結され、バケットヘッド５ａの基端部がアーム４に連結されている。キャブ１０１には、フロント作業機１０４を構成するブーム２、アーム４、バケット６および上部旋回体１０２を操作するための操作部材である操作レバー３０（図２に示す）が配置されている。
（油圧駆動装置）
図２は、油圧ショベル１００を駆動する油圧駆動装置を示す概略図である。なお、図２では、ブームシリンダ１と旋回モータ７の駆動に関わる部分のみを図示し、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。
（シリンダ、モータ）
油圧駆動装置１０５は、ブームシリンダ１と、旋回モータ７と、ブームシリンダ１を駆動する閉回路ポンプ１１と、旋回モータ７を駆動する閉回路ポンプ１２とを備えている。旋回モータ７は、一対の入出力ポート７ａ，７ｂを備えている。
（ポンプ）
閉回路ポンプ１１，１２は、エンジン９からそれぞれ伝達装置１０を介して動力を受けて駆動される。閉回路ポンプ１１，１２はそれぞれ流量調整手段として一対の入出力ポートを持つ傾転斜板機構、および斜板の傾斜角を調整してポンプ押しのけ容積を調整するレギュレータ１１ａ，１２ａを備えている。レギュレータ１１ａ，１２ａは、ポンプバルブ制御装置４０から制御信号線を介して受信したポンプ吐出流量指令値に従い、閉回路ポンプ１１，１２の吐出流量と吐出方向を制御する。
（閉回路、切換弁）
閉回路ポンプ１１の両方の吐出ポートは、流路２１，２２および切換弁２３を介してブームシリンダ１に接続され、シリンダ閉回路Ｃ１を構成する。閉回路ポンプ１２の両方の吐出ポートは、流路２４，２５および切換弁２６を介して旋回モータ７に接続され、旋回閉回路Ｃ２を構成する。切換弁２３は、ポンプバルブ制御装置４０から制御信号線を介して受信した開閉制御指令により、流路２１，２２の流通と遮断とを切り換える。切換弁２６は、ポンプバルブ制御装置４０から制御信号線を介して受信した開閉制御指令により、流路２４，２５の流通と遮断とを切り換える。
（フラッシング弁）
フラッシング弁３１は、流路２１，２２およびタンク３３と接続されている。フラッシング弁３１は、流路２１と流路２２のうち圧力が低い方の流路とタンク３３とを連通するように切り換わる。フラッシング弁３２は、流路２４，２５およびタンク３３と接続されている。フラッシング弁３２も同様に、流路２４と流路２５のうち圧力が低い方の流路とタンク３３とを連通するように切り換わる。
（チェック弁、リリーフ弁）
チェック弁３４ａは、タンク３３と流路２１，２２とを接続するように設けられている。流路２１，２２の圧力がタンク３３の圧力より低下した場合、タンク３３から作動油を流路２１，２２に供給する。チェック弁３４ｂは、タンク３３と流路２４，２５とを接続するように設けられている。流路２４，２５の圧力がタンク３３の圧力より低下した場合、タンク３３から作動油を流路２４，２５に供給する。

リリーフ弁３７ａ，３７ｂは、タンク３３と流路２１，２２とを接続するように設けられている。リリーフ弁３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂは、流路２１，２２，２４，２５の圧力があらかじめ設定した圧力を超えた際に開き、作動油をタンク３３に排出する安全弁の役割をはたす。
（ポンプバルブ制御装置）
ポンプバルブ制御装置４０は、操作レバー３０としてのブームレバー３０ａ、旋回レバー３０ｂと信号線で接続され、切換弁２３，２６および閉回路ポンプ１１，１２のレギュレータ１１ａ，１２ａと制御信号線で接続されている。ポンプバルブ制御装置４０は、ブームレバー３０ａ、旋回レバー３０ｂの操作量を元に、閉回路ポンプ１１，１２の吐出流量を決定し、吐出流量に応じた制御信号をレギュレータ１１ａ，１２ａに出力する。また、ポンプバルブ制御装置４０は、ブームレバー３０ａ、旋回レバー３０ｂが操作されたことを検出すると、切換弁２３，２６を開き、閉回路ポンプ１１，１２がそれぞれ吐出した作動油をブームシリンダ１と旋回モータ７へ流入させることにより、ブームシリンダ１と旋回モータ７の駆動制御を行う。閉回路ポンプ１１，１２の作動油の吐出方向は、それぞれブームレバー３０ａと旋回レバー３０ｂの操作方向によって決定される。なお本実施例では、ポンプバルブ制御装置４０を電気電子回路で構成されたコントローラを一例として説明するが、油圧回路によってポンプバルブ制御装置４０を構成してもよい。
（本発明にかかわる構成）
次に、本実施例におけるフラッシング弁の構造について説明する。
（フラッシング弁構造）
図３にシリンダ閉回路Ｃ１用のフラッシング弁３１の内部構造の一例を示す。マニホールド３１ａには、流路３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが形成されている。流路３１ｂ，３１ｃ，３１ｄには、図２における流路２１，２２、タンク３３がそれぞれ接続される。マニホールド３１ａ内には、流路３１ｈが形成されたスプール３１ｅと、シム３１ｇ１，３１ｇ２と、バネ３１ｆ１、バネ３１ｆ２とが配置されている。流路３１ｂ，３１ｃからバネ３１ｆ１，３１ｆ２がある油室へそれぞれ圧油が導かれると、油室の圧力の大小関係で、スプール３１ｅが左右のどちらかに移動する。例えば流路３１ｂの圧力が流路３１ｃより高い場合、バネ３１ｆ１のある油室が高圧になるため、スプール３１ｅは右へ移動する。スプール３１ｅが右へストローク量３１ｉ分移動することで、低圧側の流路３２ｃは流路３２ｈを介して流路３２ｄへと接続される。

図４に旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２の内部構造の一例を示す。マニホールド３２ａには、流路３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが形成されている。流路３２ｂ，３２ｃ，３２ｄには、図２における流路２４，２５、タンク３３がそれぞれ接続される。マニホールド３２ａ内には、流路３２ｈが形成されたスプール３２ｅと、シム３２ｇ１，３２ｇ２と、バネ３２ｆ１、バネ３２ｆ２とが配置されている。フラッシング弁３２は、図３のフラッシング弁３１と同様に動作する。図４において、スプール３２ｅの中立位置からの移動量をストローク量３２ｉとする。

ここで、図４の旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２では、シリンダ閉回路Ｃ１用のフラッシング弁３１（図３に示す）より絞りを狭くするため、シム３２ｇ１，３２ｇ２の厚さＴ２を図３のシム３１ｇ１，３１ｇ２の厚さＴ１より大きくする。これにより、図４の流路３２ｂと流路３２ｃとの間に圧力差が生じた場合のスプール３２ｅのストローク量３２ｉが図３のストローク量３１ｉより小さくなるため、流路３２ｂまたは流路３２ｃと流路３２ｈとの間の最大開口面積が小さくなる。
（従来の旋回動作）
次に、従来の油圧駆動装置で旋回モータ７駆動した場合の動作を図２を用いて説明する。ここで、従来の油圧駆動装置とは、図２に示す油圧駆動装置１０５において、旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２の構造をシリンダ閉回路Ｃ１用のフラッシング弁３１（図３に示す）と同一にしたものである。
（停止～レバー入力～旋回加速）
操作者が旋回レバー３０ｂを中立から一定の操作量まで操作し、旋回モータ７の回転駆動を指令する入力を与えると、ポンプバルブ制御装置４０は、旋回レバー３０ｂの操作量を信号線を介して受け取る。ポンプバルブ制御装置４０は、受信した旋回レバー３０ｂの操作量を元に、閉回路ポンプ１２を旋回モータ７に接続するために切換弁２６を開状態へと制御指令値を設定する。また、ポンプバルブ制御装置４０は、閉回路ポンプ１２のポンプ吐出流量指令値を旋回レバー３０ｂの操作量を応じた値に設定する。ポンプバルブ制御装置４０は、切換弁２６と閉回路ポンプ１２のレギュレータ１２ａに制御信号線を介して制御指令値とポンプ吐出流量指令値を出力する。

これにより、切換弁２６が開き、閉回路ポンプ１２が吐出した作動油は切換弁２６と流路２４を介して旋回モータ７の入出力ポート７ａへ流入し、旋回モータ７を駆動する。入出力ポート７ｂから流出した作動油は、流路２５と切換弁２６を介して閉回路ポンプ１２へ吸入される。

この時、閉回路ポンプ１２が吐出した圧油は、旋回モータ７に接続されている上部旋回体１０２（図１に示す）の慣性体を加速させるため、閉回路ポンプ１２の作動油吐出側である流路２４の圧力が流路２５の圧力より高圧になる。フラッシング弁３２は、低圧側の流路２５とタンク３３を接続するように切り換わる。
（旋回中～レバー中立～旋回減速）
操作者が旋回レバー３０ｂを一定の操作量から中立位置まで操作し、旋回モータ７の停止を指令する入力を与えると、ポンプバルブ制御装置４０は、旋回レバー－３０ｂの操作量を信号線を介して受け取る。ポンプバルブ制御装置４０は、受信した旋回レバー３０ｂの操作量を元に、閉回路ポンプ１２を旋回モータ７に接続するために切換弁２６を閉状態へと制御指令値を設定する。また、ポンプバルブ制御装置４０は、閉回路ポンプ１２のポンプ吐出流量指令値を旋回レバー３０ｂの操作量を応じた値に設定する。旋回レバー３０ｂが中立の場合、ポンプ吐出流量指令値は０となる。ポンプバルブ制御装置４０は、切換弁２６と閉回路ポンプ１２のレギュレータ１２ａに制御信号線を介して制御指令値とポンプ吐出流量指令値を出力する。

これにより、切換弁２６は閉じ、閉回路ポンプ１２は作動油の吐出を停止するが、旋回モータ７に接続されている上部旋回体１０２（図１に示す）の慣性力により、旋回モータ７は回転し続けるため、旋回モータ７は入出力ポート７ｂから作動油を流路２５へ吐出する。この時、フラッシング弁３２は、旋回開始時の切換え位置を保持しているため、流路２５とタンク３３を接続している。したがって、入出力ポート７ｂから流出した作動油は、流路２５とフラッシング弁３２を介してタンク３３へ排出される。

この時の旋回閉回路Ｃ２内の状態について、図５を用いて説明する。操作者が旋回レバー３０ｂを一定の操作量から中立位置まで操作すると、それに合わせて、フラッシング弁３２に流れる作動油の流量が増加する。フラッシング弁３２の通過流量が増加すると、圧力損失によって流路２５の圧力が上昇する。一方で流路２４の圧力は、旋回モータ７の入出力ポート７ａが流路２４の作動油を吸入するため、低下していく。流路２４の圧力が流路２５の圧力を下回ると、フラッシング弁３２が切り換わり、流路２４とタンク３３を接続する。その後、旋回モータ７の入出力ポート７ｂから流出される作動油は流路２５に流れ、流路２５の圧力はさらに上昇する。流路２５の圧力が、リリーフ弁３８ｂのあらかじめ設定した設定圧力（以下、リリーフ圧）まで上昇すると、リリーフ弁３８ｂが開き、作動油はタンク３３へ排出される。流路２５の圧力が流路２４の圧力を超えてリリーフ圧に達すると、旋回モータ７の回転速度が減速し、一定時間後、旋回モータ７は停止する。
（本発明のフラッシング弁の場合）
次に、本実施例における油圧駆動装置１０５で旋回モータ７駆動した場合の動作を図２を用いて説明する。
（停止～レバー入力～旋回加速）
操作者が旋回レバー３０ｂを中立から一定の操作量まで操作した場合の旋回モータ７の挙動については、前述と同様なため、説明を省略する。
（旋回中～レバー中立～旋回減速）
操作者が旋回レバー３０ｂを一定の操作量から中立位置まで操作し、旋回モータ７の停止を指令する入力を与えると、ポンプバルブ制御装置４０は、旋回レバー３０ｂの操作量を信号線を介して受け取る。ポンプバルブ制御装置４０は受信した旋回レバー３０ｂの操作量を元に、閉回路ポンプ１２を旋回モータ７に接続するために切換弁２６を閉状態へと制御指令値を設定する。また、ポンプバルブ制御装置４０は、閉回路ポンプ１２のポンプ吐出流量指令値を旋回レバー３０ｂの操作量を応じた値に設定する。旋回レバー３０ｂが中立の場合、ポンプ吐出流量指令値は０となる。ポンプバルブ制御装置４０は、切換弁２６と閉回路ポンプ１２のレギュレータ１２ａに制御信号線を介して制御指令値とポンプ吐出流量指令値を出力する。

これにより、切換弁２６は閉じ、閉回路ポンプ１２は作動油の吐出を停止するが、旋回モータ７に接続されている上部旋回体１０２（図１に示す）の慣性体の持つ慣性力により、旋回モータ７は回転し続けるため、旋回モータ７は入出力ポート７ｂから作動油を流路２５へ吐出する。この時、フラッシング弁３２は旋回開始時の切換え位置を保持しているため、流路２５とタンク３３を接続している。したがって、入出力ポート７ｂから流出した作動油は、流路２５とフラッシング弁３２を介してタンク３３へ排出される。

次に旋回閉回路Ｃ２内の状態について、図６を用いて説明する。操作者が旋回レバー３０ｂを一定の操作量から中立位置まで操作すると、それに合わせて、フラッシング弁３２の通過流量が増加する。

図４に示したフラッシング弁３２の構造は、前述した図３の構造と比べ、ストローク量３２ｉが小さく絞りが狭いため、フラッシング弁３２の通過流量の増加に対し、圧力損失による流路２５の圧力上昇が早い。その結果、フラッシング弁３２は、図３の構造を適用した場合と比べ、旋回レバー３０ｂの操作に対して早く切り換わる。

その後、図６に示す通り、流路２５が流路２４の圧力を超えてリリーフ圧に達すると、旋回モータ７の回転速度が減速し、一定時間後、停止する。
（発明の効果）
図４に示したフラッシング弁３２の構造は、前述したフラッシング弁３１に適用した図３の構造に比べ、絞りが狭いため、図６に示すフラッシング弁３２の通過流量に対する流路２５の圧力上昇が、図５に示す従来例と比べ大きくなる。これにより、旋回レバー３０ｂの中立位置に戻す操作に対し、流路２５の圧力上昇のタイミングが従来例（図５に示す）に比べ早くなり、旋回モータ７の減速開始も早くなる。すなわち、本発明により、旋回モータ７の減速応答性が向上する。

油圧ショベル１００において上部旋回体１０２の旋回動作は減速停止性能が重要となる。例えば、掘削した土砂をダンプトラックなどの車両に積み込む際、油圧ショベル１００は掘削後、旋回して、土をこぼさずにダンプトラックの上まで運ぶ必要があるが、この時、旋回減速応答、すなわちブレーキ応答性が悪いと、ダンプトラックの上で旋回を停止できず、旋回が行き過ぎたりすることになり、作業効率が低下する。

本発明により、旋回閉回路における旋回のブレーキ応答性が向上すると、ダンプトラックの上で旋回を停止することが容易になり、作業効率が改善する。

本発明の第１の実施例では、下部走行体１０３と、下部走行体１０３に旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２と、上部旋回体１０２に設けられた作業装置１０４と、作動油を貯留するタンク３３と、作業装置１０４を駆動する片ロッド式油圧シリンダ１と、上部旋回体１０２を駆動する旋回用油圧モータ７と、作業装置１０４および上部旋回体１０２の動作を指示する操作装置３０と、両傾転ポンプからなる第１閉回路ポンプ１１と、両傾転ポンプからなる第２閉回路ポンプ１２と、第１閉回路ポンプ１１と片ロッド式油圧シリンダ１とを閉回路状に接続するシリンダ閉回路Ｃ１と、第２閉回路ポンプ１２と旋回用油圧モータ７とを閉回路状に接続する旋回閉回路Ｃ２と、シリンダ閉回路Ｃ１の低圧側の流路をタンク３３に連通させる第１フラッシング弁３１と、旋回閉回路Ｃ２の低圧側の流路をタンク３３に連通させる第２フラッシング弁３２と、第１閉回路ポンプ１１と片ロッド式油圧シリンダ１との連通と遮断とを切り換える第１切換弁２３と、第２閉回路ポンプ１２と旋回用油圧モータ７との連通と遮断とを切り換える第２切換弁２６と、操作装置３０から入力される操作信号に応じて、第１切換弁２３および第２切換弁２６の開閉、ならびに第１閉回路ポンプ１１および第２閉回路ポンプ１２の吐出流量を制御する建設機械１００において、第２フラッシング弁３２が全開したときの第２フラッシング弁３２からタンク３３までの最小流路面積は、第１フラッシング弁３１が全開したときの第１フラッシング弁３１からタンク３３までの最小流路面積よりも小さい。

以上のように構成された本実施例によれば、旋回減速開始時に、旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁（第２フラッシング弁）３２を介してポンプ吸入側からタンクへ作動油が排出される際に、第２フラッシング弁３２で大きな圧力損失が発生することで、ポンプ吸入側の流路の圧力が速やかに上昇し、第２フラッシング弁３２が速やかに切り換わる。これにより、ポンプ吸入側の流路の圧力がリリーフ圧に達するまでの時間が短縮されるため、旋回減速応答性が向上し、良好な旋回操作性が得られる。

また、第１フラッシング弁３１は、第１マニホールド３１ａと、第１マニホールド３１ａ内に配置された第１スプール３１ｅと、第１マニホールド３１ａ内に配置され、第１スプール３１ｅを付勢する第１バネ３１ｆ１，３１ｆ２と、第１スプール３１ｅと第１バネ３１ｆ１，３１ｆ２との間に配置された第１シム３１ｇ１，３１ｇ２とを有し、第２フラッシング弁３２は、第２マニホールド３２ａと、第２マニホールド３２ａ内に配置された第２スプール３２ｅと、第２マニホールド３２ａ内に配置され、第２スプール３２ｅを付勢する第２バネ３２ｆ１，３２ｆ２と、第２スプール３２ｅと第２バネ３２ｆ１，３２ｆ２との間に配置された第２シム３２ｇ１，３２ｇ２とを有し、第２シム３２ｇ１，３２ｇ２のスプール軸方向の厚さＴ２は、第１シム３１ｇ１，３１ｇ２のスプール軸方向の厚さＴ１よりも大きい。これにより、鋳型で成型されるマニホールド３２ａの形状を変更することなく、フラッシング弁３２の最大開口面積を小さくすることができるため、フラッシング弁３２のコストを抑えることが可能となる。

図７に本発明の第２の実施例に係る旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２の内部構造を示す。

図７において、第１の実施例に係る旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２（図４に示す）との相違点は、シム３２ｇ１，３２ｇ２の厚さＴ２がシリンダ閉回路Ｃ１用のフラッシング弁３１（図２に示す）のシム３１ｇ１，３１ｇ２の厚さＴ１と等しく、スプール３２ｅに形成された流路３２ｈのスプール軸方向の幅Ｗ２がフラッシング弁３１の流路３１ｈの幅Ｗ１よりも小さい点である。

このように、本実施例では、第１フラッシング弁３１は、第１マニホールド３１ａと、第１マニホールド３１ａ内に配置された第１スプール３１ｅとを有し、第２フラッシング弁３２は、第２マニホールド３２ａと、第２マニホールド３２ａ内に配置された第２スプール３２ｅとを有し、第１スプール３１ｅの中間部には、シリンダ閉回路Ｃ１の低圧側の流路をタンク３３に連通させるための第１タンク接続流路３１ｈが形成されており、第２スプール３２ｅの中間部には、旋回閉回路Ｃ２の低圧側の流路をタンク３３に連通させるための第２タンク接続流路３２ｈが形成されており、第２タンク接続流路３２ｈのスプール軸方向の幅Ｗ２は、第１タンク接続流路３１ｈのスプール軸方向の幅Ｗ１よりも小さい。

以上のように構成された本実施例においても、フラッシング弁３２が全開したときのフラッシング弁３２からタンク３３までの最小流路面積が、フラッシング弁３１が全開したときのフラッシング弁３１からタンク３３までの最小流路面積よりも小さくなるため、第１の実施例と同様に、旋回減速応答性が向上し、良好な旋回操作性が得られる。

図８に本発明の第３の実施例に係る油圧駆動装置１０５を示す。

図８において、第１の実施例（図２に示す）との相違点は、旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２の構造をシリンダ閉回路Ｃ１用のフラッシング弁３１（図３に示す）と同一にし、フラッシング弁３１とタンク３３とを接続する流路に絞り４１を設けた点である。ここで、絞り４１の開口面積は、第１の実施例に係る旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁３２（図４に示す）における流路３２ｂまたは流路３２ｃと流路３２ｈとの間の最大開口面積と同程度である。これにより、フラッシング弁３２が全開したときのフラッシング弁３２からタンク３３までの最小流路面積は、第１の実施例と同様に、フラッシング弁３１が全開したときのフラッシング弁３１からタンク３３までの最小流路面積よりも小さくなる。

このように、本実施例に係る油圧ショベル１００は、第２フラッシング弁３２とタンク３３とを接続する流路上に設けられた絞り４１を更に備え、第２フラッシング弁３２は、第１フラッシング弁３１と同一の構造を有する。

以上のように構成された本実施例においても、フラッシング弁３２が全開したときのフラッシング弁３２からタンク３３までの最小流路面積がフラッシング弁３１が全開したときのフラッシング弁３１からタンク３３までの最小流路面積よりも小さくなるため、第１の実施例と同様に、旋回減速応答性が向上し、良好な旋回操作性が得られる。

さらに、旋回閉回路Ｃ２用のフラッシング弁（第２フラッシング弁３２）とシリンダ閉回路Ｃ１用のフラッシング弁（第１フラッシング弁３１）とが同一仕様となるため、コストを低減することが可能となる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

１…ブームシリンダ（片ロッド式油圧シリンダ）、１ａ…ブームヘッド、１ｂ…ブームロッド、２…ブーム、３…アームシリンダ、３ａ…アームヘッド、３ｂ…アームロッド、４…アーム、５…バケットシリンダ、５ａ…バケットヘッド、５ｂ…バケットロッド、６…バケット、７…旋回モータ（旋回用油圧モータ）、７ａ，７ｂ…入出力ポート、８ａ，８ｂ…走行装置、９…エンジン、１０…伝達装置、１１…閉回路ポンプ（第１閉回路ポンプ）、１２…閉回路ポンプ（第２閉回路ポンプ）、１１ａ，１２ａ…レギュレータ、２１，２２，２４，２５…流路、２３…切換弁（第１切換弁）、２６…切換弁（第２切換弁）、３０…操作レバー（操作装置）、３０ａ…ブームレバー、３０ｂ…旋回レバー、３１…フラッシング弁（第１フラッシング弁）、３２…フラッシング弁（第２フラッシング弁）、３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…流路、３１ｅ…スプール（第１スプール）、３１ｇ１，３１ｇ２…シム（第１シム）、３１ｆ１，３１ｆ２…バネ（第１バネ）、３１ｈ…流路（第１タンク接続流路）、３１ｉ…ストローク量、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…流路、３２ｅ…スプール（第２スプール）、３２ｇ１，３２ｇ２…シム（第２シム）、３２ｆ１，３２ｆ２…バネ（第２バネ）、３２ｈ…流路（第２タンク接続流路）、３２ｉ…ストローク量、３３…タンク、３４ａ，３４ｂ…チェック弁、３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ…リリーフ弁、４０…ポンプバルブ制御装置、１００…油圧ショベル（建設機械）、１０１…キャブ、１０２…上部旋回体、１０４…フロント作業機（作業装置）、１０５…油圧駆動装置。

Claims (4)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
   前記上部旋回体に設けられた作業装置と、
   作動油を貯留するタンクと、
   前記作業装置を駆動する片ロッド式油圧シリンダと、
   前記上部旋回体を駆動する旋回用油圧モータと、
   前記作業装置および前記上部旋回体の動作を指示する操作装置と、
   両傾転ポンプからなる第１閉回路ポンプと、
   両傾転ポンプからなる第２閉回路ポンプと、
   前記第１閉回路ポンプと前記片ロッド式油圧シリンダとを閉回路状に接続するシリンダ閉回路と、
   前記第２閉回路ポンプと前記旋回用油圧モータとを閉回路状に接続する旋回閉回路と、
   前記シリンダ閉回路の低圧側の流路を前記タンクに連通させる第１フラッシング弁と、
   前記旋回閉回路の低圧側の流路を前記タンクに連通させる第２フラッシング弁と、
   前記第１閉回路ポンプと前記片ロッド式油圧シリンダとの連通と遮断とを切り換える第１切換弁と、
   前記第２閉回路ポンプと前記旋回用油圧モータとの連通と遮断とを切り換える第２切換弁と、
   前記操作装置から入力される操作信号に応じて、前記第１切換弁および前記第２切換弁の開閉、ならびに前記第１閉回路ポンプおよび前記第２閉回路ポンプの吐出流量を制御する建設機械において、
   前記第２フラッシング弁が全開したときの前記第２フラッシング弁から前記タンクまでの最小流路面積は、前記第１フラッシング弁が全開したときの前記第１フラッシング弁から前記タンクまでの最小流路面積よりも小さい
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１フラッシング弁は、第１マニホールドと、前記第１マニホールド内に配置された第１スプールと、前記第１マニホールド内に配置され、前記第１スプールを付勢する第１バネと、前記第１スプールと前記第１バネとの間に配置された第１シムとを有し、
   前記第２フラッシング弁は、第２マニホールドと、前記第２マニホールド内に配置された第２スプールと、前記第２マニホールド内に配置され、前記第２スプールを付勢する第２バネと、前記第２スプールと前記第２バネとの間に配置された第２シムとを有し、
   前記第２シムのスプール軸方向の厚さは、前記第１シムのスプール軸方向の厚さよりも大きい
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１フラッシング弁は、第１マニホールドと、前記第１マニホールド内に配置された第１スプールとを有し、
   前記第２フラッシング弁は、第２マニホールドと、前記第２マニホールド内に配置された第２スプールとを有し、
   前記第１スプールの中間部には、前記シリンダ閉回路の低圧側の流路を前記タンクに連通させるための第１タンク接続流路が形成されており、
   前記第２スプールの中間部には、前記旋回閉回路の低圧側の流路を前記タンクに連通させるための第２タンク接続流路が形成されており、
   前記第２タンク接続流路のスプール軸方向の幅は、前記第１タンク接続流路のスプール軸方向の幅よりも小さい
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第２フラッシング弁と前記タンクとを接続する流路上に設けられた絞りを更に備え、
   前記第２フラッシング弁は、前記第１フラッシング弁と同一の構造を有する
   ことを特徴とする建設機械。

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