(57)【要約】【課題】簡素な構成で、アタッチメントに要求される作動油流量を正確に供給するとともに、他のアクチュエータとの連動性を向上させる。【解決手段】  パイロット圧制御により開度を変更可能に形成された可変絞り弁１Ａ，１Ｂをアタッチメント用アクチュエータ４６ａと油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂとを接続する油圧回路上に介装させる。また、アタッチメント用アクチュエータ４６ａの作動量を設定するためのリモコン弁１８を設けるとともに、リモコン弁１８の二次側の回路と可変絞り弁１Ａ，１Ｂのパイロットポートとを制御回路Ｌ１５で接続する。これにより、リモコン弁１８の二次圧を可変絞り弁１Ａ，１Ｂの制御パイロット圧として導入する。【選択図】図２
2010065413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械のフロント作業機を駆動せしめるフロント用アクチュエータ及び該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータの駆動源となる油圧ポンプを備えた作業機械の油圧制御回路において、
該アタッチメント用アクチュエータと該油圧ポンプとを接続するアタッチメント油圧回路と、
該アタッチメント油圧回路上に介装され、パイロット圧制御により開度を変更可能に形成された可変絞り弁と、
該第一油圧回路上における該可変絞り弁の上流側と該フロント用アクチュエータとを接続するフロント油圧回路と、
該アタッチメント油圧回路及び該フロント油圧回路の双方に介装され、該アタッチメント油圧回路及び該フロント油圧回路の差圧を保持して該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する圧力補償スプールを有する圧力補償弁と、
該アタッチメント油圧回路における該可変絞り弁の下流側と該圧力補償スプールの一端側とを接続して、該アタッチメント油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該圧力補償スプールを駆動する第一圧力補償回路と、
該フロント油圧回路における該可変絞り弁の上流側と該圧力補償スプールの他端側とを接続して、該フロント油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該圧力補償スプールを駆動する第二圧力補償回路と、
該アタッチメント用アクチュエータの作動量を設定するためのリモコン弁と、
該リモコン弁の二次側の回路と該可変絞り弁のパイロットポートとを接続する制御回路と
を備えたことを特徴とする、作業機械の油圧制御回路。
【請求項２】
該第一圧力補償回路と作動油タンクとを接続する優先切換回路と、
該優先切換回路上に介装され、パイロット圧制御により開閉可能に形成された切換弁とを備え、
該制御回路が、該リモコン弁の二次側の回路と該切換弁のパイロットポートとを接続する
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の油圧制御回路。
【請求項３】
該フロント油圧回路上に介装され、該フロント用アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御するメインコントロール弁と、
該フロント油圧回路における該メインコントロール弁よりも下流側のセンターバイパス上に介装されたネガコン用リリーフ弁と、
該メインコントロール弁及び該ネガコンリリーフ弁間の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ導くための第一ネガコン回路と、
パイロットポンプから吐出される作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ導くための第二ネガコン回路と、
該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路に介装され、作動油圧が低圧である何れか一方の回路を選択して該油圧ポンプに接続する第二切換弁と、
該第二ネガコン回路上における該第二切換弁よりも上流側に介装され、パイロット圧制御により該パイロットポンプから吐出された作動油圧を減圧する外部パイロット式減圧弁とを備え、
該制御回路が、該リモコン弁の二次側の回路と該外部パイロット式減圧弁のパイロットポートとを接続する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械の油圧制御回路。
【請求項４】
作業機械のフロント作業機を駆動せしめるフロント用アクチュエータ及び該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータの駆動源となる油圧ポンプを備えた作業機械の油圧制御回路において、
該アタッチメント用アクチュエータと該油圧ポンプとを接続するアタッチメント油圧回路上に介装され、パイロット圧制御により開度を変更可能に形成された可変絞り弁と、
該アタッチメント用アクチュエータの作動量を設定するためのリモコン弁と、
該リモコン弁の二次側の回路と該可変絞り弁のパイロットポートとを接続し、該リモコン弁の二次圧を該可変絞り弁の制御パイロット圧として導入する制御回路と
を備えたことを特徴とする、作業機械の油圧制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロント作業機の先端にアタッチメントを装着する作業機械に用いて好適な油圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルのフロント作業機に取り付けられるアタッチメントの油圧駆動回路を他のアクチュエータの油圧駆動回路とは別個に用意して、各回路へ分配される作動油流量を適宜制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、油圧ポンプから吐出された作動油を圧力補償型分流弁で分流させ、履帯を駆動するための走行回路とアタッチメント用の独立アタッチメント回路とに供給する構成を備えた作業機械の油圧回路が開示されている。この技術では、圧力補償型分流弁において、独立アタッチメント回路側へ供給される作動油圧PA1,PA2と走行回路側へ供給される作動油圧PB1,PB2との差圧を一定値に保つことにより、油圧ポンプの吐出圧にかかわらず安定した分流が可能となっている。
【０００３】
一般に、このような独立アタッチメント回路の内部にはコントロール弁が介装されており、このコントロール弁の開度を開閉制御することによってアタッチメントの駆動に係るアクチュエータへ供給される作動油流量が調節されている。例えば、油圧ブレーカや圧砕機等のアタッチメントを装着した場合には、これらを駆動する油圧モータが必要とする作動油流量が得られるように、コントロール弁の開度が適宜制御されるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−７３４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような回路構成では、油圧ポンプの吐出流量を制御することができないため、ポンプ流量を有効に活用することができない場合が生じる。例えば、独立アタッチメント回路へ供給された作動油流量がアタッチメントの駆動に必要な作動油流量を超えると、余剰分の作動油がコントロール弁からブリードオフしてタンクへ環流してしまう。したがって、余剰分の作動油のエネルギーロスが生じることになる。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、アタッチメントに要求される作動油流量を正確に供給するとともに、他のアクチュエータとの連動性を向上させることができるようにした、作業機械の油圧制御回路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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、作業機械のフロント作業機を駆動せしめるフロント用アクチュエータ及び該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータの駆動源となる油圧ポンプを備えた作業機械の油圧制御回路において、該アタッチメント用アクチュエータと該油圧ポンプとを接続するアタッチメント油圧回路と、該アタッチメント油圧回路上に介装され、パイロット圧制御により開度を変更可能に形成された可変絞り弁と、該第一油圧回路上における該可変絞り弁の上流側と該フロント用アクチュエータとを接続するフロント油圧回路と、該アタッチメント油圧回路及び該フロント油圧回路の双方に介装され、該アタッチメント油圧回路及び該フロント油圧回路の差圧を保持して該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する圧力補償スプールを有する圧力補償弁と、該アタッチメント油圧回路における該可変絞り弁の下流側と該圧力補償スプールの一端側とを接続して、該アタッチメント油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該圧力補償スプールを駆動する第一圧力補償回路と、該フロント油圧回路における該可変絞り弁の上流側と該圧力補償スプールの他端側とを接続して、該フロント油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該圧力補償スプールを駆動する第二圧力補償回路と、該アタッチメント用アクチュエータの作動量を設定するためのリモコン弁と、該リモコン弁の二次側の回路と該可変絞り弁のパイロットポートとを接続する制御回路とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
つまり、該制御回路は、該リモコン弁の二次圧を該可変絞り弁の制御パイロット圧として該可変絞り弁へ導入する。
なお、油圧回路上における油圧ポンプ側が上流側であり、アクチュエータ側又はタンク側が下流側である。
また、請求項２記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項１記載の構成に加えて、該第一圧力補償回路と作動油タンクとを接続する優先切換回路と、該優先切換回路上に介装され、パイロット圧制御により開閉可能に形成された切換弁とを備え、該制御回路が、該リモコン弁の二次側の回路と該切換弁のパイロットポートとを接続することを特徴としている。
【０００８】
つまり、該制御回路は、該リモコン弁の二次圧を該切換弁の制御パイロット圧として該切換弁へ導入する。なお、該切換弁は、該リモコン弁の非操作時に対応する二次圧が導入された時には該優先切換回路を開放し、該リモコン弁の操作時に対応する二次圧が導入された時には該優先切換回路を遮断する。
また、請求項３記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項１又は２記載の構成に加えて、該フロント油圧回路上に介装され、該フロント用アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御するメインコントロール弁と、該フロント油圧回路における該メインコントロール弁よりも下流側のセンターバイパス上に介装されたネガコン用リリーフ弁と、該メインコントロール弁及び該ネガコンリリーフ弁間の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ導くための第一ネガコン回路と、パイロットポンプから吐出される作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ導くための第二ネガコン回路と、該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路に介装され、作動油圧が低圧である何れか一方の回路を選択して該油圧ポンプに接続する第二切換弁と、該第二ネガコン回路上における該第二切換弁よりも上流側に介装され、パイロット圧制御により該パイロットポンプから吐出された作動油圧を減圧する外部パイロット式減圧弁とを備え、該制御回路が、該リモコン弁の二次側の回路と該外部パイロット式減圧弁のパイロットポートとを接続することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、作業機械のフロント作業機を駆動せしめるフロント用アクチュエータ及び該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータの駆動源となる油圧ポンプを備えた作業機械の油圧制御回路において、該アタッチメント用アクチュエータと該油圧ポンプとを接続するアタッチメント油圧回路上に介装され、パイロット圧制御により開度を変更可能に形成された可変絞り弁と、該アタッチメント用アクチュエータの作動量を設定するためのリモコン弁と、該リモコン弁の二次側の回路と該可変絞り弁のパイロットポートとを接続し、該リモコン弁の二次圧を該可変絞り弁の制御パイロット圧として導入する制御回路とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項１，４）によれば、リモコン弁の二次圧を利用して可変絞り弁の開度を制御することにより、アタッチメントの操作量に応じた流量をアタッチメント用アクチュエータに供給することができる。これにより、ポンプ流量を有効に活用することができ、エネルギの浪費を抑えることができる。
また、本発明の構成では電子制御装置が不要であり、システム構成が簡素であるという利点もある。
【００１１】
特に、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項１）によれば、圧力補償弁の働きにより、アタッチメントの作動時にはアタッチメント油圧回路側に一定の作動油流量が確保することができ、アタッチメントとフロント作業機との連動操作性をさらに高めることができる。
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項２）によれば、リモコン弁の二次圧を利用して切換弁を開閉制御することにより、アタッチメントの非操作時にはアタッチメント用アクチュエータへの作動油の流通を遮断することができる。これにより、フロント用アクチュエータのみの作動時における作業効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項３）によれば、リモコン弁の二次圧を利用して外部パイロット式減圧弁を制御することにより、アタッチメントの操作量に応じた大きさのネガコン圧を第二ネガコン回路に供給することができ、アタッチメント用アクチュエータの作動量に応じた作動油流量を油圧ポンプから供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３は、本発明の一実施形態に係る油圧制御回路を説明するためのものであり、図１は本油圧制御回路が適用された油圧ショベルの全体構成を示す側面図、図２は本油圧制御回路の全体構成を示す油圧回路図、図３は本油圧制御回路の外部パイロット式減圧弁の開口特性を示すグラフである。
【００１４】
［１．油圧ショベル構成］
本実施形態の油圧制御回路は、図１に示す油圧ショベル４０の油圧回路として適用されている。この油圧ショベル４０は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体４２と、旋回装置を介して下部走行体４２の上に旋回自在に搭載された上部旋回体４１とを備えて構成される。上部旋回体４１の前端部には、フロント作業機としてのブーム４３及びアーム４４が枢支され、さらにその先端にはアタッチメントとしてツインヘッダ４６（回転切削用アタッチメント）が取り付けられている。
【００１５】
上部旋回体４１のフレームとブーム４３との間には、ブーム４３を上下方向へ揺動する油圧駆動式のブームシリンダ４３ａ（フロント用アクチュエータの一つ）が介装されている。このブーム４３は、ブームシリンダ４３ａの伸縮によって上部旋回体４１に対して起伏自在に設けられている。同様に、図１中に示されたアームシリンダ４４ａ（フロント用アクチュエータの一つ），バケットシリンダ４５ａはそれぞれ、アーム４４，ツインヘッダ４６の姿勢を動かすための油圧アクチュエータである。
【００１６】
ツインヘッダ４６の基部には、油圧モータ４６ａ（アタッチメント用アクチュエータ）が内蔵されている。油圧モータ４６ａはツインヘッダ４６の駆動源であり、先端のピックを回転駆動することで土砂壁面を切削できるようになっている。本発明に係る油圧制御回路は、上記の油圧アクチュエータ４３ａ，４４ａ，４５ａや油圧モータ４６ａ等を駆動するための油圧回路である。
【００１７】
また、これらのフロント作業機の車体左側には、操作者が搭乗するキャブ４７が設けられている。キャブ４７の内部には、上記の油圧アクチュエータ４３ａ，４４ａ，４５ａや油圧モータ４６ａをはじめとして、油圧ショベル４０の走行装置，旋回装置といった各装置の操作レバー，各種操作スイッチ，シート等が配設されている。
上部旋回体４１に設けられたエンジンルーム４８内には、エンジン１３によって駆動される二台の油圧ポンプが設けられている。以下、一方の油圧ポンプを第一油圧ポンプ１０Ａ，他方を第二油圧ポンプ１０Ｂと呼ぶ。
【００１８】
［２．油圧回路構成］
図２に、本油圧制御回路が適用された油圧回路を模式的に示す。この図２では、ブームシリンダ４３ａ，アームシリンダ４４ａ及び油圧モータ４６ａの駆動に係る油圧回路の概略構成が示されており、他のアクチュエータに係る油圧回路に関しては記載を省略している。
【００１９】
本油圧回路はおもに、ブームシリンダ４３ａの駆動に係る第一油圧回路Ｌ１，アームシリンダ４４ａの駆動に係る第二油圧回路Ｌ２，油圧モータ４６ａの駆動に係る第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４，これらの油圧回路へ供給される作動油流量を配分するための優先回路Ｌ１０，いわゆるネガコン制御に係るネガコン回路Ｌ１１，アタッチメント操作レバー回路Ｌ１６等を備えている。
【００２０】
アタッチメント操作レバー回路Ｌ１６は、ツインヘッダ４６の操作用の油圧回路であり、アタッチメント用リモコン弁１８及びシャトル弁１７を備えて構成される。アタッチメント用リモコン弁１８は、操作レバーへの操作によって作動するリモコン弁であり、レバー操作量に応じた大きさのパイロット圧をアタッチメント用コントロール弁４Ｃの流量制御スプールへと伝達するようになっている。
【００２１】
また、アタッチメント用リモコン弁１８の内部にはシャトル弁１７が設けられており、二次圧の高圧選択が行われている。選択された圧力は制御回路Ｌ１５へ導入されて、各弁の制御パイロット圧として利用されている。なお、レバー操作量がゼロの場合には、シャトル弁１７の出力圧が予め設定された最小圧となるように設定されている。
【００２２】
［２−１．第一，第二油圧回路（フロント油圧回路）Ｌ１，Ｌ２］
第一油圧回路Ｌ１は、第一油圧ポンプ１０Ａとブームシリンダ４３ａとを接続して作動油流路を形成するフロント油圧回路である。また、第二油圧回路Ｌ２は、第二油圧ポンプ１０Ｂとアームシリンダ４４ａとを接続するフロント油圧回路である。第一油圧ポンプ１０Ａ及び第二油圧ポンプ１０Ｂはそれぞれレギュレータ１１Ａ，１１Ｂを備えた容量可変式のポンプである。
【００２３】
図２に示すように、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２のそれぞれの中途には、ブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａに対する作動油の流量及び流通方向を調整するためのメインコントロール弁４Ａ，４Ｂが介装されている。これらのメインコントロール弁４Ａ，４Ｂは流量制御スプール（ステム）位置を複数の位置に切り替えて作動油の流量及び流通方向を可変制御できる電磁流量制御弁として構成されている。
【００２４】
また、各メインコントロール弁４Ａ，４Ｂとタンク１５とを接続する回路（すなわち、各メインコントロール弁４Ａ，４Ｂよりも下流側のセンターバイパス）上には、ネガコン用リリーフ弁５Ａ，５Ｂが介装されている。これらのネガコン用リリーフ弁５Ａ，５Ｂは、各フロント油圧回路Ｌ１，Ｌ２におけるネガコン圧を取り出すためのリリーフ弁であり、各フロント油圧回路Ｌ１，Ｌ２のセンターバイパスの作動油圧を保持するように機能している。なお、後述するネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３は、これらの回路から分岐して形成されている。
【００２５】
［２−２．第三，第四油圧回路（アタッチメント油圧回路）Ｌ３，Ｌ４］
第三油圧回路Ｌ３は第一油圧ポンプ１０Ａと油圧モータ４６ａとを接続するアタッチメント油圧回路であり、第四油圧回路Ｌ４は第二油圧ポンプ１０Ｂと油圧モータ４６ａとを接続するアタッチメント油圧回路である。これらの回路Ｌ３，Ｌ４は、図２に示すように、それぞれチェック弁よりも下流側で合流して一本になっている。
【００２６】
その合流点よりも下流側にアタッチメント用コントロール弁４Ｃが介装されている。アタッチメント用コントロール弁４Ｃは、メインコントロール弁４Ａ，４Ｂと同様の電磁流量制御弁として構成されており、油圧モータ４６ａへ供給される作動油流量及び流通方向を調整するためのものである。
アタッチメント用コントロール弁４Ｃの直上流においてアタッチメント油圧回路Ｌ３，Ｌ４からタンク１５へと分岐形成されたリリーフ回路上には、アタッチメント用リリーフ弁５Ｃが介装されている。アタッチメント用リリーフ弁５Ｃは、アタッチメント油圧回路Ｌ３，Ｌ４内の作動油圧の上限値を設定するように機能している。
【００２７】
［２−３．優先回路Ｌ１０］
優先回路Ｌ１０は、第一油圧ポンプ１０Ａから供給される作動油の流量を第一油圧回路Ｌ１と第二油圧回路Ｌ２とに配分するとともに、第二油圧ポンプ１０Ｂから供給される作動油の流量を第三油圧回路Ｌ３と第四油圧回路Ｌ４とに配分するための回路である。
図２に示すように、第一油圧ポンプ１０Ａから導かれた作動油の供給ラインは、優先回路Ｌ１０の内部で第一油圧回路Ｌ１と第二油圧回路Ｌ２とに分岐形成されている。また、第二油圧ポンプ１０Ｂから導かれた作動油の供給ラインは、優先回路Ｌ１０の内部で第三油圧回路Ｌ３と第四油圧回路Ｌ４とに分岐形成されている。
【００２８】
この優先回路Ｌ１０は、可変絞り弁１，圧力補償弁２及び切換弁３を備えて構成されている。なお、これらの複数種類の弁が一体に組み合わされたバルブユニットとして優先回路Ｌ１０を形成してもよい。
第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２間で作動油を配分するための回路と、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４間で作動油を配分するための回路とは同一構成となっている。以下、おもに前者に係る構成要素について詳述する。なお、図２中及び以下では、前者の構成要素の符号の末尾にＡを付し、後者のものにＢを付して説明する。
【００２９】
可変絞り弁１Ａは、図２に示すように、第３油圧回路Ｌ３上に介装された流量調節弁であり、パイロット制御により開度（流量）を調整することができるようになっている。可変絞り弁１Ａの開口特性は、パイロットポートに入力される制御パイロット圧が低圧であるほど開口面積が狭くなり、制御パイロット圧が高圧であるほど開口面積が広くなるように設定されている。なお、可変絞り弁１Ａは、制御パイロット圧が前述の最小圧である場合には第三油圧回路Ｌ３を完全に閉鎖する。このように、制御パイロット圧が高圧であるほど開口面積が広くなる開口特性により、アタッチメントへの操作量を増加させるに連れて第三油圧回路Ｌ３（油圧モータ４６ａ）への作動油流量を増加させることができるようになっている。
【００３０】
なお、可変絞り弁１Ａのパイロットポートには、前述の制御回路Ｌ１５が接続されている。制御回路Ｌ１５はツインヘッダ４６の操作レバーの操作量に応じて増圧するパイロット回路であり、可変絞り弁１Ａは制御回路Ｌ１５の作動油圧に応じて開閉制御されている。
また、第一油圧回路Ｌ１は、第三油圧回路Ｌ３における可変絞り弁１Ａよりも上流側から分岐するように形成されている。可変絞り弁１Ａの上流側には第一油圧ポンプ１０Ａによる作動油の吐出圧がそのまま作用している。一方、可変絞り弁１Ａの下流側には圧力補償弁２Ａが接続されている。
【００３１】
圧力補償弁２Ａは、第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３に跨って介装された弁であり、双方の回路の作動油流量を同時に制御するものである。図２に示すように、圧力補償弁２Ａの内部には、第一流路２ａ及び第二流路２ｂの二系統の流路が形成されており、それぞれの流路開度が単一のスプール（圧力補償スプール）の移動によって同時に変更されるよう構成されている。ここでは、第一流路２ａが第三油圧回路Ｌ３上に介装され、第二流路２ｂが第一油圧回路Ｌ１上に介装されている。
【００３２】
圧力補償弁２Ａのスプールを駆動するためのパイロット回路は、二本用意されている。第六油圧回路Ｌ６（第一圧力補償回路）と第五油圧回路Ｌ５（第二圧力補償回路）である。まず、圧力補償弁２Ａのスプールのうち、スプールの摺動方向における第二流路２ｂが形成された側の一端には、可変絞り弁１Ａの上流側の作動油を導く第五油圧回路Ｌ５が接続されている。この第五油圧回路Ｌ５には、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧がそのまま作用することになる。一方、スプールの他端（スプールの摺動方向における第一流路２ａが形成された側の一端）には可変絞り弁１の下流側の作動油を導く第六油圧回路Ｌ６が接続されている。図２に示すように、第六油圧回路Ｌ６上にはオリフィス１６が介装されている。
【００３３】
このように二本のパイロット回路Ｌ５，Ｌ６を設けることにより、圧力補償弁２Ａのスプールが、第一流路２ａの上流側と下流側との差圧を一定に保持する位置に制御される。したがって、第一流路２ａ側の流量は第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧にかかわらず一定に制御され、残りの流量が第二流路２ｂ側に流れることになる。つまり、圧力補償弁２Ａは、油圧モータ４６ａ側へ供給される一定の作動油流量を確保する圧力補償スプールを有しているといえる。
【００３４】
なお、この第六油圧回路Ｌ６内の作動油は、第一流路２ａ側の作動油流量を増加させつつ第二流路２ｂ側の作動油流量を減少させる方向へスプールを移動させるように作用している。また、第五油圧回路Ｌ５内の作動油は、第二流路２ｂ側の作動油流量を増加させつつ第一流路２ａ側の作動油流量を減少させる方向へスプールを移動させるように作用している。例えば、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧が上昇した場合には、第一流路２ａにおける作動油の流速が上昇するが、これに応じて上昇する第五油圧回路Ｌ５内の作動油圧に押されてスプールが図２中左方向へ移動し、弁開度が絞られるため、第一流路２ａの下流側の作動油流量は変化しないことになる。
【００３５】
また、第六油圧回路Ｌ６におけるオリフィス１６の下流側には、タンク１５へと接続される優先切換回路Ｌ９が設けられている。この優先切換回路Ｌ９上には切換弁３Ａが介装されている。
切換弁３Ａは、可変絞り弁１Ａと同一のパイロット圧によって制御される二位置切換弁である。すなわち、制御回路Ｌ１５からパイロットポートに導入されるパイロット圧が予め設定された所定圧よりも高圧である場合にオンになり、優先切換回路Ｌ９を遮断（閉鎖）するようになっている。ここで設定されている所定圧は、前述の最小圧よりも高圧に設定されている。
【００３６】
優先切換回路Ｌ９が遮断（閉鎖）されると、上述のように第六油圧回路Ｌ６を介して圧力補償弁２Ａのスプールの一端に可変絞り弁１Ａの下流側の作動油圧が作用する。一方、切換弁３Ａがオフになると、優先切換回路Ｌ９がタンク１５へ開放（リリーフ）されて、第六油圧回路Ｌ６内の作動油圧がタンク圧まで低下する。
つまり、切換弁３Ａをオフにすると、可変絞り弁１Ａの絞り開度の状態にかかわらず、圧力補償弁２Ａのスプールが図２中左方向へ移動して、第一流路２ａが完全に閉鎖されるとともに第二流路２ｂが完全に開放されるようになっている。切換弁３Ａは、圧力補償弁２Ａにおける圧力補償制御を強制的に停止させるように機能する。また、切換弁３Ａがオンの状態でのみ、可変絞り弁１Ａによる流量調節が働くことになる。
【００３７】
前述の通り、第二油圧ポンプ１０Ｂ側の優先回路Ｌ１０の構成は、第一油圧ポンプ１０Ａ側のものと同一である。なお、コントローラ２０は、それぞれの切換弁３Ａ，３Ｂを個別に制御ができるようになっているが、本実施形態では同時に同一の制御が実施されるようになっている。
【００３８】
［２−４．ネガコン回路Ｌ１１］
ネガコン回路Ｌ１１は、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂにおけるネガティブコントロール用の回路である。ネガティブコントロールでは、ネガコン回路Ｌ１１の作動油圧の高低に対応するように第一及び第二油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂでの吐出流量を減少又は増加させて、各ポンプの出力を一定に保たせている。以下、ネガコン回路Ｌ１１を介してレギュレータ１１Ａ，１１Ｂへ導入される作動油圧のことをネガコン圧とも呼ぶ。なお、ネガコン回路Ｌ１１には、第一油圧回路Ｌ１側のネガコン回路Ｌ１２と、第二油圧回路Ｌ２側のネガコン回路Ｌ１３とが設けられている。
【００３９】
それぞれのネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３上には、第二切換弁６Ａ，６Ｂが介装されている。また、これらの双方の回路Ｌ１２，Ｌ１３に対して、外部パイロット式減圧弁８が接続されている。以下、各弁の構成は何れのネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３も同一であるため、第一油圧回路Ｌ１側のネガコン回路Ｌ１２を例に挙げて説明する。
第二切換弁６Ａは、第一油圧回路Ｌ１側から導かれるネガコン圧と外部パイロット式減圧弁８の二次圧とを両端のスプールに受け、それらのうちの低圧側の回路を選択して油圧ポンプ１０Ａに接続するように機能する二位置切換弁である。
【００４０】
一方、外部パイロット式減圧弁８は、可変絞り弁１Ａと同一のパイロット圧によって制御される減圧弁であり、パイロットポンプ１４から供給される作動油をネガコン回路Ｌ１２へ導入することによって強制的にネガコン圧を変更するものである。
外部パイロット式減圧弁８の開口特性は、図３に示すように、パイロットポートに入力されたパイロット圧が高圧であるほど二次圧を低圧に制御して出力するようになっている。これにより、ツインヘッダ４６の作動時には、そのレバー操作量が増大するにつれて外部パイロット式減圧弁８の二次圧が低下するようになっている。
【００４１】
なお、レギュレータ１１Ａとは公知のポンプ容量可変手段であり、ネガコン圧が高いほど第一油圧ポンプ１０Ａの吐出流量を減少させるように、また、ネガコン圧が低いほど吐出流量を増加させるように、斜板制御を実施するものである。
【００４２】
［３．作用］
上記のような構成により、本油圧制御回路は以下のように作用する。
［３−１．フロントの単動操作時］
例えば、ブーム４３やアーム４４といったフロント作業機のみを操作した時には、アタッチメント用リモコン弁１８が中立位置となっているため、シャトル弁１７の出力圧、すなわち制御回路Ｌ１５の作動油圧は最小圧となる。このような制御パイロット圧を受けて、可変絞り弁１Ａ，１Ｂ及び切換弁３Ａ，３Ｂはともにオフに制御される。
【００４３】
これにより、第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８がタンク１５へと開放され、圧力補償弁２Ａのスプールが図２中左側へ、圧力補償弁２Ｂのスプールが図２中右側へ移動し、ともに第一流路２ａが完全に閉鎖される。
つまり、第一流路２ａ側の作動油流量がゼロになり、第一油圧ポンプ１０Ａから吐出される作動油は全て第一油圧回路Ｌ１へ供給され、第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される作動油は全て第二油圧回路Ｌ２へ供給されることになる。したがって、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの全出力がブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａの駆動に割り当てられる。
【００４４】
またこのとき、ネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３には第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２の作動油圧が導かれることになる。一方、外部パイロット式減圧弁８へ導入される制御パイロット圧も最小圧であるため、二次圧は高圧に設定されることになり、第二ネガコン回路Ｌ１４の作動油圧は高圧となる。したがって、第二切換弁６Ａ，６Ｂでは、低圧側の第一ネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３が選択され、通常のネガコン制御が実施される。
【００４５】
なお、ブーム４３やアーム４４を操作すると、第一ネガコン回路Ｌ１１，Ｌ１２のネガコン圧が低下し、そのネガコン圧がレギュレータ１１Ａ，１１Ｂへと導かれて、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出流量が増加する。
［３−２．アタッチメントの作動時］
アタッチメントであるツインヘッダ４６の作動時（単動，連動時を含む）には、アタッチメント用リモコン弁１８に圧力が立ち、その操作量に応じた制御パイロット圧がシャトル弁１７から出力されて、制御回路Ｌ１５へと導かれる。このような制御パイロット圧を受けて、切換弁３Ａ，３Ｂはオンに制御され、優先切換回路Ｌ９が遮断される。これにより、第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８のそれぞれが圧力補償弁２Ａ，２Ｂのパイロット回路として機能する。
【００４６】
第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８の作動油圧は、オリフィス１６を経て導入される圧力であるため、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出圧よりも減圧された大きさとなっている。一方、圧力補償弁２Ａ，２Ｂの他方のパイロット圧にはそれぞれ、第五油圧回路Ｌ５及び第七油圧回路Ｌ７を介して油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出圧が導入される。
これにより、圧力補償弁２Ａ，２Ｂにおける第一流路２ａの上流側と下流側との差圧が一定に保持されるため、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４へ常時一定の作動油を流通させることが可能となる。例えば、第一油圧ポンプ１０Ａ側では、ポンプの吐出圧に影響を受けることなく、第三油圧回路Ｌ３を流れる作動油流量が一定となり、その流量は可変絞り弁１Ａの開度によって定められることになる。第二油圧ポンプ１０Ｂ側でも同様であり、第四油圧回路Ｌ４の作動油流量は第二油圧ポンプ１０Ｂの吐出圧が変化したとしても一定量となる。また、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２側へは、残りの作動油が流れることになる。
【００４７】
また、可変絞り弁１Ａ，１Ｂの開度は、制御パイロット圧の大きさに応じて制御される。なお、アタッチメント用リモコン弁１８を操作して徐々に操作量を大きくしていくと、制御回路Ｌ１５の制御パイロット圧が上昇する。可変絞り弁１Ａ，１Ｂは入力されるパイロット圧が上昇するほどバルブ開度を開く特性を備えているため、可変絞り弁１Ａ，１Ｂを介して第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４へ供給される作動油流量も増加する。
【００４８】
一方、外部パイロット式減圧弁８は、図３に示す開口特性を備えているため、制御パイロット圧が上昇するとその二次圧が低下する。第二ネガコン回路Ｌ１４の作動油圧が第一ネガコン回路Ｌ１２，１３の作動油圧よりも低下すると、第二切換弁６Ａ，６Ｂで選択される回路が第二ネガコン回路Ｌ１４となるため、その二次圧がレギュレータ１１Ａ，１１Ｂへ導かれる。このように、アタッチメント用リモコン弁１８の操作量に応じて油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出流量が制御される。
【００４９】
［４．効果］
このように本油圧制御回路によれば、アタッチメント用リモコン弁１８の二次圧を利用して可変絞り弁１Ａ，１Ｂの開度を制御することにより、ツインヘッダ４６の操作量に応じた流量を油圧モータ４６ａに供給することができる。これにより、ポンプ流量を有効に活用することができ、エネルギの浪費を抑えることができる。
【００５０】
また、油圧モータ４６ａの要求する作動油流量の変化に合わせて、アタッチメント油圧回路Ｌ３，Ｌ４側への作動油流量を調節することができ、フロント作業機とアタッチメントとの連動操作性を向上させることができる。
また、圧力補償弁２Ａ，２Ｂの働きにより、ツインヘッダ４６の作動時にはアタッチメント油圧回路Ｌ３，Ｌ４側に一定の作動油流量が確保することができ、アタッチメントとフロント作業機との連動操作性をさらに高めることができる。
【００５１】
なお、電磁弁やそれを制御する電子制御装置が不要であり、システム構成が簡素であるという利点もある。
また、本油圧制御回路によれば、アタッチメント用リモコン弁１８の二次圧を切換弁３Ａ，３Ｂの開閉制御にも利用することで、ツインヘッダ４６の非操作時には油圧モータ４６ａへの作動油の流通を遮断することができる。これにより、フロント用アクチュエータのみの作動時における作業効率を向上させることができる。
【００５２】
また、アタッチメント用リモコン弁１８の二次圧を外部パイロット式減圧弁８の制御にも利用することにより、ツインヘッダ４６の操作量に応じた大きさのネガコン圧を第二ネガコン回路Ｌ１４に供給することができ、油圧モータ４６ａの作動量に応じた作動油流量を油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから供給することができる。
［５．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００５３】
例えば、上述の実施形態ではブーム４３，アーム４４及びツインヘッダ４６の駆動に係る油圧回路が例示されているが、本発明の油圧制御回路は、アタッチメントとその他の油圧アクチュエータとを備えた油圧回路に広く適用可能である。すなわち、ブームシリンダ４３ａやアームシリンダ４４ａ以外の油圧シリンダ４５ａや上部旋回体４１の旋回装置、下部走行体４２の走行装置等のアクチュエータを駆動する油圧回路を具備した油圧回路に適用してもよい。また、ツインヘッダ４６だけでなくブレーカやマグネット，グラップルカッター等、油圧シリンダ，油圧モータで駆動される各種油圧装置をアタッチメントとして具備した油圧回路に適用することができる。
【００５４】
なお、上述の実施形態における優先回路Ｌ１０やネガコン回路Ｌ１１に関しても必須ではなく、適宜省略することが可能である。また、上述の実施形態では油圧ポンプが二個設けられた油圧制御回路が例示されているが、油圧ポンプの個数はこれに限定されず、一個あるいは三個以上であってもよい。少なくとも、アタッチメント側の油圧回路におけるネガコン圧（アタッチメント用ネガコン圧）を制御パイロット圧として用いて、可変絞り弁１Ａ，１Ｂを制御するものであればよい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、本発明を油圧ショベル４０の油圧回路に適用したものを例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ブルドーザやホイールローダ，油圧式クレーン等様々な作業機械の油圧回路に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路が適用された油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路の全体構成を示す油圧回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路の外部パイロット式減圧弁の開口特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ，１Ｂ  可変絞り弁
２Ａ，２Ｂ  圧力補償弁
２ａ  第一流路
２ｂ  第二流路
３Ａ，３Ｂ  切換弁
４Ａ，４Ｂ  メインコントロール弁
４Ｃ  アタッチメント用コントロール弁
５Ａ，５Ｂ  ネガコン用リリーフ弁
５Ｃ  アタッチメント用リリーフ弁
６Ａ，６Ｂ  第二切換弁
８  外部パイロット式減圧弁
１０Ａ  第一油圧ポンプ
１０Ｂ  第二油圧ポンプ
１１Ａ，１１Ｂ  レギュレータ
１３  エンジン
１４  パイロットポンプ
１５  タンク
１６  オリフィス
１７  シャトル弁
１８  アタッチメント用リモコン弁
４０  油圧ショベル
４１  上部旋回体
４２  下部走行体
４３  ブーム（フロント作業機の一つ）
４３ａ  ブームシリンダ（第一アクチュエータ）
４４  アーム（フロント作業機の一つ）
４４ａ  アームシリンダ（第二アクチュエータ）
４５ａ  バケットシリンダ
４６  ツインヘッダ（アタッチメント）
４６ａ  油圧モータ（アタッチメント用アクチュエータ）
４７  キャブ
４８  エンジンルーム
Ｌ１  第一油圧回路（フロント油圧回路）
Ｌ２  第二油圧回路（フロント油圧回路）
Ｌ３  第三油圧回路（アタッチメント油圧回路）
Ｌ４  第四油圧回路（アタッチメント油圧回路）
Ｌ５  第五油圧回路（第二圧力補償回路）
Ｌ６  第六油圧回路（第一圧力補償回路）
Ｌ７  第七油圧回路（第二圧力補償回路）
Ｌ８  第八油圧回路（第一圧力補償回路）
Ｌ９  優先切換回路
Ｌ１０  優先回路
Ｌ１１  ネガコン回路
Ｌ１２，Ｌ１３  第一ネガコン回路
Ｌ１４  第二ネガコン回路
Ｌ１５  制御回路
Ｌ１６  アタッチメント操作レバー回路
【図１】
2010065413.tif 000003
【図２】
2010065413.tif 000004
【図３】
2010065413.tif 000005