(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動する可変容量型の第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、これらの第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプのそれぞれから吐出された圧油の合流により駆動可能な特定アクチュエータと、この特定アクチュエータとは異なる他のアクチュエータと、上記エンジンによって駆動され、上記他のアクチュエータを駆動する圧油を供給する第３油圧ポンプとを備えた建設機械の油圧制御装置において、
上記第３油圧ポンプの圧油を、上記第１油圧ポンプ及び上記第２油圧ポンプの圧油に合流させて上記特定アクチュエータに選択的に供給可能な合流弁を設けるとともに、この合流弁の合流機能を解除する合流解除手段を設けたことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
上記合流弁を、上記他のアクチュエータの駆動を制御する他のアクチュエータ用方向制御弁の下流に位置するセンタバイパス通路上に設けたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】
上記合流弁が、メータリング特性を有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項４】
上記第１油圧ポンプに接続される方向制御弁及び上記第２油圧ポンプに接続される方向制御弁を含む第１コントロールバルブと、この第１コントロールバルブとは別体に設けられ、上記第３油圧ポンプに接続される方向制御弁を含む第２コントロールバルブとを備えるとともに、上記合流弁を上記第２コントロールバルブ内に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項５】
上記特定アクチュエータがアームシリンダであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項６】
上記アームシリンダを駆動するアーム用第１方向制御弁及びアーム用第２方向制御弁を備え、これらのアーム用第１方向制御弁、アーム用第２方向制御弁のうちの一方は、メータリング特性を有する方向制御弁から成り、他方はメータリング特性を有しない方向制御弁から成ることを特徴とする請求項５記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項７】
上記他のアクチュエータが旋回モータであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項８】
上記合流解除手段が、
圧力信号に応じて作動し、上記合流弁の合流機能を解除する合流解除弁を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項９】
上記合流解除弁が、上記特定アクチュエータの負荷圧によって作動するものであることを特徴とする請求項８記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項１０】
上記合流解除手段が、
パイロットポンプと、このパイロットポンプから吐出されるパイロット圧を上記合流解除弁の制御部に供給可能な比例電磁弁と、上記特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサと、この特定アクチュエータ用圧力センサから出力される信号に応じて、上記比例電磁弁を作動させる制御信号を出力可能なコントローラとを含むことを特徴とする請求項８記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項１１】
上記合流解除手段が、
パイロットポンプと、このパイロットポンプの圧油を上記合流弁の制御部に供給可能な比例電磁弁と、上記特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサと、上記特定アクチュエータの駆動を制御する特定アクチュエータ用方向制御弁を切換え操作するパイロット圧を検出するパイロット用圧力センサと、上記特定アクチュエータ用圧力センサから出力される信号と上記パイロット用圧力センサから出力される信号との双方に応じて、上記比例電磁弁を作動させる制御信号を出力可能なコントローラとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項１２】
上記合流解除手段が、
電気信号から成る制御信号に応じて作動し、上記合流弁の合流機能を解除する合流解除弁と、上記特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサと、この特定アクチュエータ用圧力センサから出力される信号に応じて、上記合流解除弁を作動させる制御信号を出力可能なコントローラとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【請求項１３】
当該建設機械が油圧ショベルであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の建設機械の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられる油圧制御装置に係り、特に、２つの油圧ポンプによる圧油の合流によって駆動可能な特定アクチュエータと、この特定アクチュエータとは異なる他のアクチュエータと、この他のアクチュエータを駆動する圧油を供給する第３油圧ポンプとを備えた建設機械の油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の油圧制御装置にあっては、従来から第１油圧ポンプと第２油圧ポンプの２つの主油圧ポンプの圧油を合流させてアームシリンダ等の特定アクチュエータの増速を実現させているものがある。
【０００３】
また、このような状況にあって昨今は、旋回等の独立性を確保するために、上述した２つの主油圧ポンプの圧油供給系統から旋回用方向制御弁等を除き、この旋回用方向制御弁等に上述の第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプとは別に設けた第３油圧ポンプによる圧油を供給するようにした油圧制御装置が提案されはじめている。
【０００４】
以下、この３つの主油圧ポンプを含む従来技術について図１４，１５に基づいて説明する。
【０００５】
図１４は建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図、図１５は図１４に示す油圧ショベルに備えられる従来の油圧制御装置の構成の一例を示す油圧回路図である。
【０００６】
図１４に示す油圧ショベルは、走行体５０と、この走行体５０上に配置される旋回体５１と、この旋回体５１に上下方向の回動可能に連結されるブーム５２と、このブーム５２の先端に、上下方向の回動可能に連結されるアーム５３と、このアーム５３の先端に、上下方向の回動可能に連結されるバケット５４と、排土板すなわちブレード５５とを備えている。また、各種のアクチュエータ、例えば走行体５０を駆動する走行右モータ５６及び図示しない走行左モータ、旋回体５１を駆動する図示しない旋回モータ、ブーム５２を駆動するブームシリンダ５７、アーム５３を駆動するアームシリンダ５８、バケット５４を駆動するバケットシリンダ５９等を備えている。
【０００７】
このような油圧ショベルに備えられる３つの主油圧ポンプを有する油圧制御装置は、図１５に示すように、エンジン１と、このエンジン１によって駆動する第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４及びパイロットポンプ５を備えている。第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３は、可変容量型の油圧ポンプから構成されている。
【０００８】
第１油圧ポンプ２の吐出管路６に連通するセンタバイパス通路１６上には、前述した走行右モータ５６の駆動を制御する走行右用方向制御弁７、バケットシリンダ５９の駆動を制御するバケット用方向制御弁８、ブームシリンダ５７の駆動を制御するブーム用第１方向制御弁９、及びアームシリンダ５８の駆動を制御するアーム用第２方向制御弁１０が配置されている。
【０００９】
第２油圧ポンプ３の吐出管路１１に連通するセンタバイパス通路１７上には、アームシリンダ５８の駆動を制御するアーム用第１方向制御弁１２、ブームシリンダ５７の駆動を制御するブーム用第２方向制御弁１３、予備用方向制御弁１４、及び図示しない走行左モータの駆動を制御する走行左用方向制御弁１５が配置されている。
【００１０】
なお、アーム用第２方向制御弁１０の入力ポートと、アーム用第１方向制御弁１２の入力ポートとは、管路１９によって連絡させてあり、この管路１９中に、アーム用第２方向制御弁１０側からアーム用第１方向制御弁１２側への圧油の流れを許容し、アーム用第１方向制御弁１２側からアーム用第２方向制御弁１０側への流れを阻止する逆止弁２０を設けてある。
【００１１】
また、上述したアームシリンダ５８の駆動制御に係る２つの方向制御弁のうちのアーム用第１方向制御弁１２は、そのスプールのストローク量に応じて開口面積の大きさを徐々に変化させることのできるもの、いわゆるメータリング特性を有する方向制御弁から成っているが、アーム用第２方向制御弁１０は、そのスプールのストローク量に応じて開口面積の大きさを徐々に変化させることのできないもの、すなわち閉じた状態か、開いた一定の開口面積を保つ状態かのいずれかにしか選択できないもの、いわゆるメータリング特性を有しない方向制御弁から成っている。
【００１２】
第１油圧ポンプ２の圧油供給系統に属する上述したセンタバイパス通路１６と、このセンタバイパス通路１６上に設けられる走行右用方向制御弁７、バケット用方向制御弁８、ブーム用第１方向制御弁９、アーム用第２方向制御弁１０と、第２油圧ポンプ３の圧油供給系統に属するセンタバイパス通路１７と、このセンタバイパス通路１７上に設けられるアーム用第１方向制御弁１２、ブーム用第２方向制御弁１３、予備用方向制御弁１４、走行左用方向制御弁１５と、管路１９及び逆止弁２０とは、１つのバルブブロックすなわち第１コントロールバルブ１８内に設けられている。
【００１３】
第３油圧ポンプ４の吐出管路２１に連通するセンタバイパス通路２５上には、図示しない旋回モータの駆動を制御する旋回用方向制御弁２２と、前述したブレード５５を作動させる図示しないブレードシリンダの駆動を制御するブレード用方向制御弁２３が配置されている。
【００１４】
上述した第３油圧ポンプ４の圧油供給系統に属するセンタバイパス通路２５、旋回用方向制御弁２２、ブレード用方向制御弁２３、及び第３油圧ポンプ４の吐出圧を規定するリリーフ弁２６等は、前述した第１コントロールバルブ１８とは別体に設けられるバルブブロックすなわち第２コントロールバルブ２７内に設けられている。
【００１５】
なお、同図１５中、２９はパイロットポンプ５の吐出圧を規定するパイロットリリーフ弁、５８は前述したアームシリンダである。ここでは例えばこのアームシリンダ５８が第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３の圧油を合流させて供給可能な特定アクチュエータを構成している。また、例えば旋回用方向制御弁２２によって制御される図示しない旋回モータが、上述の特定アクチュエータとは異なる他のアクチュエータを構成している。
【００１６】
このように構成される従来技術では、図示しないアーム用操作装置を所定量操作しアーム用第１方向制御弁１２とアーム用第２方向制御弁１０とを連動させるようにして切換えると、アーム用第２方向制御弁１０はセンタバイパス通路１６を閉塞するブロック位置に切換えられる。これにより、第１油圧ポンプ２の圧油が吐出管路６、センタバイパス通路１６、逆止弁２０、管路１９を介して、第２油圧ポンプ３の圧油とともにアーム用第１方向制御弁１２に合流されて供給される。したがって、図示しないアーム用操作装置の操作に伴うアーム用第１方向制御弁１２の切換え操作量に応じた圧油がアームシリンダ５８に供給され、アームシリンダ５８からの戻り油がタンクに戻される。これにより、当該アームシリンダ５８は、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の合流された圧油により比較的速い速度で作動する。
【００１７】
また、旋回体を駆動させるために図示しない旋回用操作装置を操作し、旋回用方向制御弁２２を切換えると、第３油圧ポンプ４の圧油が旋回用方向制御弁２２を介して図示しない旋回モータに供給され、これにより旋回体５１を旋回させることができる。
【００１８】
このように図１４，１５に示す従来技術にあっては、特定のアクチュエータ、例えばアームシリンダ５８を２つの油圧ポンプ２，３の合流された圧油によって駆動し、増速を実現できるとともに、アーム用第１方向制御弁１２のメータリング特性に応じてアームシリンダ５８を制御できる。また、第３油圧ポンプ４の圧油によって旋回の独立性を確保できる。これらにより掘削作業等の所望の作業を良好に実施できる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術にあっては、第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３の圧油の合流によってアームシリンダ５８を増速させることができ、それなりに掘削作業の能率を向上させることができる。しかし、昨今の市街地等で実施される夜間の作業などでは、特に、作業を速く進めることが要求され、したがってより速くアームシリンダ等のアクチュエータを駆動させる技術の開発が望まれている。
【００２０】
なお、従来、３つの主油圧ポンプを備え、これらの主油圧ポンプのうちの２つの油圧ポンプを選択的に合流させて特定アクチュエータに供給可能な技術が、特開平１０−８８６２７号公報に開示されている。この公報に開示された従来技術でも、特定アクチュエータに合流される圧油は２つの主油圧ポンプによる圧油であることから、実質的には前述した図１４，１５に示す従来技術と同等である。
【００２１】
本発明は、上記した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、２つの油圧ポンプの圧油の合流により駆動可能な特定アクチュエータのさらなる増速を実現させることができる建設機械の油圧制御装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、これらの第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプのそれぞれから吐出された圧油の合流により駆動可能な特定アクチュエータと、この特定アクチュエータとは異なる他のアクチュエータと、この他のアクチュエータを駆動する圧油を供給する第３油圧ポンプとを備えた建設機械の油圧制御装置において、上記第３油圧ポンプの圧油を、上記第１油圧ポンプ及び上記第２油圧ポンプの圧油に合流させて上記特定アクチュエータに選択的に供給可能な合流弁を設けるとともに、この合流弁の合流機能を解除する合流解除手段を設けた構成にしてある。
【００２３】
このように構成した請求項１に係る発明にあっては、合流弁を中立に保った状態では、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプの圧油を合流させて特定アクチュエータに供給可能であるものの、第３油圧ポンプの圧油が合流されてアクチュエータに供給されることはない。ここで、合流弁を中立位置から切換えると、この合流弁の作動により第３油圧ポンプの圧油が、第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプの圧油とともに合流されて特定アクチュエータに供給される。したがって、第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプの２つの圧油だけの合流の場合よりも特定アクチュエータを増速させることができる。このように、第３油圧ポンプの圧油を特定アクチュエータの増速のために有効に活用させることができる。
【００２４】
また、圧力信号に応じて合流解除手段を作動させることにより、合流弁の合流機能を解除させ、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプだけの合流による圧油で特定アクチュエータを駆動させることができる。すなわち、当該建設機械の各種の作業形態におけるエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの関係を考慮して、特定アクチュエータを第１，第２，第３油圧ポンプの合流による圧油で駆動するか、あるいは第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの合流による圧油で駆動するかを選択することができる。
【００２５】
例えば当該建設機械が油圧ショベルである場合、この油圧ショベルによって実施される掘削作業の形態としては、比較的軟らかい土砂等を掘削するために負荷圧がそれほど高くならず、主に作業速度を要求される軽掘削作業と、堅い岩盤等を掘削するために負荷圧が高くなり、主に作業の実施に関与する複数のアクチュエータの複合操作性が要求される重掘削作業とがある。このような掘削作業に際し、エンストを防止するために、主に第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプ、第３油圧ポンプそれぞれのポンプ入力トルクの合計値がエンジン出力トルクを超えないように馬力制御が実施されるが、ポンプ入力トルクはポンプ吐出量とポンプ吐出圧との積によって決まる値となっている。
【００２６】
第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプのどちらかの圧油のみによって駆動するバケットシリンダ等のアクチュエータと、特定アクチュエータとの複合操作による掘削作業が実施される場合、その掘削作業が上述した軽掘削作業であるなら、特定アクチュエータの負荷圧はそれほど高くならず、したがって、合流弁を作動させて第１，第２，第３油圧ポンプの３つの油圧ポンプの圧油を合流させて特定アクチュエータに供給しても、特定アクチュエータの負荷圧に相応する第３油圧ポンプの吐出圧はそれほど高くならず、これに伴って第３油圧ポンプに係るポンプ入力トルクの値は小さい。したがって、第１，第２油圧ポンプのポンプ入力トルクの合計値に与える影響は小さく、これらの第１，第２油圧ポンプから比較的大きい流量を供給できる。このため当該軽掘削作業時には、上述した第１，第２油圧ポンプのどちらかの圧油のみによって駆動するバケットシリンダ等のアクチュエータにも、相当量の圧油を供給でき、所望の軽掘削作業を実施できる。
【００２７】
しかしながら、上述したバケットシリンダ等のアクチュエータと、特定アクチュエータとの複合操作による重掘削作業が実施される場合には、特定アクチュエータの負荷圧が高くなる。これに伴って第３油圧ポンプに係るポンプ入力トルクの値が大きくなり、第１，第２油圧ポンプのポンプ入力トルクの合計値に与える影響が大きくなる。つまり、エンジン出力トルクの関係から第１，第２油圧ポンプのポンプ入力トルクの合計値が小さくなるように変化し、これらの第１，第２油圧ポンプから供給される流量は、上述した軽掘削作業の場合に比べて小さくなる。このため、当該重掘削作業時に、合流弁を駆動して第１，第２，第３油圧ポンプの３つの油圧ポンプの圧油を合流して特定アクチュエータを駆動しようとすると、特定アクチュエータの作動速度に比べて、バケットシリンダ等のアクチュエータの作動速度が著しく遅くなる事態を生じる。これにより、特定アクチュエータと、バケットシリンダ等のアクチュエータとの複合操作性が低下し、重掘削作業に支障を生じる懸念がある。このような場合には、合流解除手段を作動させて、合流弁の合流機能を解除し、特定アクチュエータを第１，第２油圧ポンプの圧油だけの合流によって駆動させるようにすればよい。これによって第１，第２油圧ポンプのポンプ入力トルクの合計値を比較的大きく確保することができる。このようにすれば、特定アクチュエータの作動速度は、第１，第２，第３油圧ポンプの３つの油圧ポンプの圧油の合流に比べれば遅くなるものの、バケットシリンダ等のアクチュエータにも十分な流量を供給でき、このバケットシリンダ等のアクチュエータの作動速度も確保でき、このバケットシリンダ等のクアチュエータと特定アクチュエータとの良好な複合操作性が得られて、所望の重掘削作業を実施することができる。
【００２８】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、上記合流弁を、上記他のアクチュエータの駆動を制御する他のアクチュエータ用方向制御弁の下流に位置するセンタバイパス通路上に設けた構成にしてある。
【００２９】
このように構成した請求項２に係る発明によれば、他のアクチュエータ用方向制御弁が中立位置から切換えられているときは、第３油圧ポンプの圧油を第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプの圧油に合流させて特定アクチュエータに供給することはできないが、他のアクチュエータ用方向制御弁が中立位置に保たれているときには、第３油圧ポンプの圧油を第１油圧ポンプ、第２油圧ポンプの圧油に合流させて特定アクチュエータに供給でき、この特定アクチュエータの増速を実現できる。
【００３０】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記合流弁が、メータリング特性を有するものから成る構成にしてある。
【００３１】
このように構成した請求項３に係る発明にあっては、合流弁の操作量に応じて特定アクチュエータの駆動を制御できるので、特定アクチュエータに接続される主管路と、合流弁とを外部配管で直接に接続することができる。
【００３２】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記第１油圧ポンプに接続される方向制御弁及び上記第２油圧ポンプに接続される方向制御弁を含む第１コントロールバルブと、この第１コントロールバルブとは別体に設けられ、上記第３油圧ポンプに接続される方向制御弁を含む第２コントロールバルブとを備えるとともに、上記合流弁を上記第２コントロールバルブ内に設けた構成してある。
【００３３】
このように構成した請求項４に係る発明にあっては、第１コントロールバルブ、第２コントロールバルブの２つのバルブブロック内に、当該建設機械で必要とされている各種の方向制御弁と、合流弁とを収納でき、コンパクト化を実現できる。
【００３４】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、上記特定アクチュエータがアームシリンダから成ることを特徴としている。
【００３５】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項６に係る発明は、請求項５記載の発明において、上記アームシリンダを駆動するアーム用第１方向制御弁及びアーム用第２方向制御弁を備え、これらのアーム用第１方向制御弁、アーム用第２方向制御弁のうちの一方は、メータリング特性を有する方向制御弁から成り、他方はメータリング特性を有しない方向制御弁から成ることを特徴としている。また上記目的を達成するために、本発明の請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、上記他のアクチュエータが旋回モータから成ることを特徴としている。
【００３６】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、上記合流解除手段が、圧力信号に応じて作動し、上記合流弁の合流機能を解除する合流解除弁を含む構成にしてある。
【００３７】
このように構成した請求項８に係る発明にあっては、圧力信号に応じて合流解除弁を作動させることにより、合流弁の合流機能が解除され、特定アクチュエータには第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの圧油だけの合流による供給が可能になる。
【００３８】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項９に係る発明は、請求項８に記載の発明において、上記合流解除弁が、上記特定アクチュエータの負荷圧によって作動するものから成る構成にしてある。
【００３９】
このように構成した請求項９に係る発明にあっては、特定アクチュエータの負荷圧が高くなったときに、その負荷圧によって合流解除弁が合流弁の合流機能を解除するように作動させることができる。これによって特定アクチュエータの負荷圧が高くなった場合に当該特定アクチュエータに、第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給することが可能になる。
【００４０】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項１０に係る発明は、請求項８に記載の発明において、上記合流解除手段が、パイロットポンプと、このパイロットポンプから吐出されるパイロット圧を上記合流解除弁の制御部に供給可能な比例電磁弁と、上記特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサと、この特定アクチュエータ用圧力センサから出力される信号に応じて、上記比例電磁弁を作動させる制御信号を出力可能なコントローラとを含む構成にしてある。
【００４１】
このように構成した請求項１０に係る発明にあっては、特定アクチュエータ用圧力センサによって、特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧が、例えば油圧ショベルにおける重掘削作業時におけるように高くなったことが検出されると、コントローラから比例電磁弁を作動させる制御信号が出力され、これにより比例電磁弁が作動し、パイロットポンプのパイロット圧が比例電磁弁を介して合流解除弁の制御部に与えられる。これにより、合流解除弁が作動して合流弁の合流機能が解除され、特定アクチュエータには第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給することが可能になる。
【００４２】
また上記目を達成するために、本発明の請求項１１に係る発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、上記合流解除手段が、パイロットポンプと、このパイロットポンプの圧油を上記合流弁の制御部に供給可能な比例電磁弁と、上記特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサと、上記特定アクチュエータの駆動を制御する特定アクチュエータ用方向制御弁を切換え操作するパイロット圧を検出するパイロット用圧力センサと、上記特定アクチュエータ用圧力センサから出力される信号と上記パイロット用圧力センサから出力される信号との双方に応じて、上記比例電磁弁を作動させる制御信号を出力可能なコントローラとを含む構成にしてある。
【００４３】
このように構成した請求項１１に係る発明にあっては、パイロット用圧力センサによって特定アクチュエータ用方向制御弁が切換え操作されたことが検出され、合わせて特定アクチュエータ用圧力センサによって、特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧が、例えば油圧ショベルにおける重掘削作業時におけるように高くなったことが検出されると、コントローラから比例電磁弁を作動させる制御信号が出力され、これにより比例電磁弁が作動し、パイロットポンプのパイロット圧が比例電磁弁を介して合流弁の制御部に与えられる。このため合流弁が切換えられて、その合流機能が解除される。したがって、特定アクチュエータには第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給することが可能になる。
【００４４】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項１２に係る発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、上記合流解除手段が、電気信号から成る制御信号に応じて作動し、上記合流弁の合流機能を解除する合流解除弁と、上記特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサと、この特定アクチュエータ用圧力センサから出力される信号に応じて、上記合流解除弁を作動させる制御信号を出力可能なコントローラとを含む構成にしてある。
【００４５】
このように構成した請求項１２に係る発明にあっては、特定アクチュエータ用圧力センサによって、特定アクチュエータの負荷圧または当該負荷圧に相応するポンプ吐出圧が、例えば油圧ショベルにおける重掘削作業時におけるように高くなったことが検出されると、コントローラから合流解除弁に制御信号が出力され、この合流解除弁は合流弁の合流機能を解除するように作動する。したがって、特定アクチュエータには第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給することが可能になる。
【００４６】
また上記目的を達成するために、本発明の請求項１３に係る発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、当該建設機械が油圧ショベルから成ることを特徴としている。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の建設機械の油圧制御装置の実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の建設機械の油圧制御装置の請求項１，２，４，５，６，７，８，９，１３に相応する第１実施形態の構成を示す油圧回路図、図２は図１に示す第１実施形態に備えられる合流弁の特性を示す図、図３は図１に示す第１実施形態で得られるポンプ入力トルク特性を示す図である。
【００４８】
図１は前述した図１５に対応させて描いてあり、図１５に示したものとと同等のものは同一符号で示してある。すなわち、図１に示す第１実施形態も例えば油圧ショベルに備えられるものであり、エンジン１と、このエンジン１によって駆動する第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４、及びパイロットポンプ５とを備えている。第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３は可変容量型の油圧ポンプから構成されている。
【００４９】
第１油圧ポンプ２の吐出管路６に連通するセンタバイパス通路１６上には、走行右モータの駆動を制御する走行右用方向制御弁７、図１４に示したバケットシリンダ５９の駆動を制御するバケット用方向制御弁８、ブームシリンダ５７の駆動を制御するブーム用第１方向制御弁９、及びアームシリンダ５８の駆動を制御するアーム用第２方向制御弁１０を配置してある。
【００５０】
第２油圧ポンプ３の吐出管路１１に連通するセンタバイパス通路１７上には、アームシリンダ５８の駆動を制御するアーム用第１方向制御弁１２、ブームシリンダ５７の駆動を制御するブーム用第２方向制御弁１３、予備用方向制御弁１４、及び図示しない走行左モータの駆動を制御する走行左用方向制御弁１５を配置してある。
【００５１】
また、アーム用第２方向制御弁１０の入力ポートと、アーム用第１方向制御弁１２の入力ポートとは、管路１９によって連絡させてあり、この管路１９中に、アーム用第２方向制御弁１０側からアーム用第１方向制御弁１２側への圧油の流れを許容し、アーム用第１方向制御弁１２側からアーム用第２方向制御弁１０側への流れを阻止する逆止弁２０を設けてある。
【００５２】
また、上述したアームシリンダ５８の駆動制御に係る２つの方向制御弁のうちのアーム用第１方向制御弁１２は、そのスプールのストローク量に応じて開口面積の大きさを徐々に変化させることのできるもの、いわゆるメータリング特性を有する方向制御弁から成っているが、アーム用第２方向制御弁１０は、そのスプールのストローク量に応じて開口面積の大きさを徐々に変化させることのできないもの、すなわち開いた一定の開口面積を保つ状態か、閉じた状態かのどちらかしか選択できないもの、いわゆるメータリング特性を有しない方向制御弁から成っている。
【００５３】
第１油圧ポンプ２の圧油供給系統に属する上述したセンタバイパス通路１６と、このセンタバイパス通路１６上に設けられる走行右用方向制御弁７、バケット用方向制御弁８、ブーム用第１方向制御弁９、アーム用第２方向制御弁１０と、第２油圧ポンプ３の圧油供給系統に属するセンタバイパス通路１７と、このセンタバイパス通路１７上に設けられるアーム用第１方向制御弁１２、ブーム用第２方向制御弁１３、予備用方向制御弁１４、走行左用方向制御弁１５と、管路１９及び逆止弁２０とは、１つのバルブブロックすなわち第１コントロールバルブ１８内に設けてある。
【００５４】
第３油圧ポンプ４の吐出管路２１に連通するセンタバイパス通路２５上には、図示しない旋回モータの駆動を制御する旋回用方向制御弁２２と、図１４に示すブレード５５を作動させる図示しないブレードシリンダの駆動を制御するブレード用方向制御弁２３を配置してある。
【００５５】
同図１中、２９はパイロットポンプ５の吐出圧を規定するパイロットリリーフ弁、２８はパイロットポンプ５の吐出管路である。この第１実施形態でも、例えばアームシリンダ５８が第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３の圧油を合流させて供給可能な特定アクチュエータを構成している。また、例えば旋回用方向制御弁２２によって制御される図示しない旋回モータが、上述の特定アクチュエータとは異なる他のアクチュエータを構成し、旋回用方向制御弁２２が他のアクチュエータ用方向制御弁を構成している。
【００５６】
以上の構成については、前述した図１５に示すものと同等である。
本発明の第１実施形態では、特に、第３油圧ポンプ４の圧油を、第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３の圧油に合流させて特定アクチュエータであるアームシリンダ５８に選択的に供給可能な合流弁２４を設けてある。
【００５７】
この合流弁２４は、同図１に示すように、例えば旋回用方向制御弁２２及びブレード用方向制御弁２３の下流に位置するセンタバイパス通路２５上に配置してあり、アームシリンダ５８を操作するアーム用操作装置６１の操作に伴って出力される制御パイロット圧３０により、中立位置である開位置から、同図１の左位置である閉位置に切換えられるようになっている。すなわち、この合流弁２４は、メータリング特性を有しないものであり、図２に示すように、ばねのセット力に相応する制御パイロット圧ＳＰよりも小さい制御パイロット圧３０がその制御部に与えられているときには、ばねの力により同図１に示すように右位置に保たれ、全開となる。また、ばねのセット力に相応する制御パイロット圧ＳＰよりも大きな制御パイロット圧３０がその制御部に与えられると、ばね力に抗して同図１の左位置に切換えられ、全閉となり、センタバイパス通路２５を閉じる。
【００５８】
この合流弁２４は、例えば旋回用方向制御弁２２、ブレード用方向制御弁２３とともに、第２コントロールバルブ２７内に収納させてある。
【００５９】
また、この第１実施形態は、アーム用方向制御弁１２の入力ポートと逆止弁２０との間に位置する管路１９部分と、合流弁２４の上流側とを連絡する管路３１を設けてあり、この管路３１中に、合流弁２４方向への逆流を阻止する逆止弁３２を設けてある。
【００６０】
さらにこの第１実施形態では、アームシリンダ５８の負荷圧、例えばボトム圧を解除指令圧６３として作動し、前述した合流弁２４の合流機能を解除する合流解除手段、例えば合流解除弁６２を設けてある。この合流解除弁６２のばねのセット力は、例えば軽掘削作業時のアームシリンダ５８のボトム圧に相当する力よりも大きく、また、堅い地盤等を掘削する重掘削作業時のアームシリンダ５８のボトム圧に相当する力よりも小さい値にあらかじめ設定してある。
【００６１】
このように構成した第１実施形態では、同図１に示すように合流解除弁６２が非作動に保たれている状態において、例えば比較的軟らかい土砂等を掘削する軽掘削作業に際し、アーム用操作装置６１を所定量操作し、パイロット圧６０を発生させて、アーム用第１方向制御弁１２とアーム用第２方向制御弁１０とを連動させるように切換え、同時にアーム用操作装置６１の操作に伴って出力されるパイロット圧６０を制御パイロット圧３０として合流解除弁６２を介して合流弁２４の制御部に与え、この合流弁２４を切換えると、まずアーム用第２方向制御弁１０はセンタバイパス通路１６を閉塞するブロック位置に切換えられる。
【００６２】
これにより第１油圧ポンプ２の圧油が吐出管路６、センタバイパス通路１６、逆止弁２０、管路１９を介して、第２油圧ポンプ３の圧油とともにアーム用第１方向制御弁１２に合流されて供給される。
【００６３】
またこの間、合流弁２４が閉位置となり、センタバイパス通路２５が閉じられる。これにより、第３油圧ポンプ４の圧油が吐出管路２１、センタバイパス通路２５、旋回用方向制御弁２２、ブレード用方向制御弁２３を経て管路３１に導かれ、さらにこの管路３１から管路１９を経てアーム用第１方向制御弁１２に与えられる。すなわち、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主油圧ポンプの圧油が合流されてメータリング特性を有するアーム用第１方向制御弁１２に供給される。したがって、アーム用操作装置６１の操作に伴うアーム用第１方向制御弁１２の切換え操作量に応じた圧油がアームシリンダ５８に供給され、アームシリンダ５８からの戻り油が、アーム用第１方向制御弁１２から主管路４０を経てタンクに戻される。これにより、当該アームシリンダ５８は、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主油圧ポンプの合流された圧油によって速い速度で、またアーム用第１方向制御弁１２の切換え操作量に応じた速度で作動させることができ、所望の軽掘削作業を実施させることができる。
【００６４】
上述した軽掘削作業に際し、エンストを防止するために、主に第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４のそれぞれのポンプ入力トルクの合計値がエンジン出力トルクを超えないように馬力制御が実施される。それぞれのポンプ入力トルクは、ポンプ吐出量とポンプ吐出圧との積によって決まる値となっている。
【００６５】
今、この軽掘削作業に際し、アームシリンダ５８と図１４に示したバケットシリンダ５９との複合操作が実施される場合、バケットシリンダ５９には第１油圧ポンプ２の圧油のみがバケット用方向制御弁８を介して供給される。また、この軽掘削作業の場合にはアームシリンダ５８の負荷圧は比較的小さく、したがって解除指令圧６３が発生せず、合流解除弁６２は同図１に示す状態に保たれ、合流弁２４は同図１の左位置（閉位置）に保持される。さらに、アームシリンダ５８の負荷圧が小さいことから第３油圧ポンプ４の吐出圧も低めに保たれ、この第３油圧ポンプ４のポンプ入力トルクの値も小さい。これに伴い、エンジン出力トルクの制約を受ける第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３のポンプ入力トルクの合計値を比較的大きく確保することができる。これにより、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出量を比較的大きく保つことができ、第１油圧ポンプ２の圧油のみによって駆動する図１５に示すバケットシリンダ５９にも、バケット用方向制御弁８を介して相当量の圧油を供給できる。すなわち、この軽掘削作業の場合には、第１，第２，第３油圧ポンプ２，３，４の３つの油圧ポンプの圧油を合流させるようにしても、アームシリンダ５８とバケットシリンダ５９との良好な複合操作性を確保でき、比較的作動速度を速くした所望の軽掘削作業を実施できる。
【００６６】
なお例えば、このように３つの主油圧ポンプの合流された圧油によりアームシリンダ５８を駆動させている状態から、旋回体を旋回させようとして旋回用方向制御弁２２を切換え操作したときには、合流弁２４の上流に位置する旋回用方向制御弁２２に第３油圧ポンプ４の圧油が供給される。したがって、この旋回用方向制御弁２２の下流に位置する管路３１に第３油圧ポンプ４の圧油が供給されなくなる。この場合には、第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３だけの合流された圧油がアームシリンダ５８に供給されることになる。すなわち、この第１実施形態では、旋回操作が優先的に確保されるようになっている。
【００６７】
また例えば堅い地盤等を掘削する重掘削作業に際して、アームシリンダ５８とバケットシリンダ５９とを複合操作させようとする場合、アームシリンダ５８のボトム圧が高くなる。このボトム圧が解除指令圧６３となって合流解除弁６２の制御部に与えられる。これにより合流解除弁６２はばねの力に抗して図１の左位置に切換えられ、合流弁２４の制御パイロット圧３０が与えられる制御部はタンクに連通し、ばねの力により同図１の右位置（開位置）に切換えられる。すなわち、第３油圧ポンプ４による合流が解除され、アームシリンダ５８には、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３だけの圧油が合流して供給される。またこのとき、バケットシリンダ５９には前述したように第１油圧ポンプ２のみの圧油が供給される。
【００６８】
ここで仮に、このような重掘削作業にあっても、第１，第２，第３油圧ポンプ２，３，４の３つの油圧ポンプの圧油の合流によって、アームシリンダ５８を駆動しようとした場合には、アームシリンダ５８のボトム圧が高くなることに伴って、第３油圧ポンプ４の吐出圧も大きくなり、その結果、ポンプ吐出量とポンプ吐出圧の積で決まる当該第３油圧ポンプ４のポンプ入力トルクが大きくなり、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３のポンプ入力トルクの合計値に与える影響が大きくなってしまう。つまり、エンジン出力トルクを超えないように制限を受ける関係から、第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３とのポンプ入力トルクの合計値が図３の特性線８０に示すように小さくなるように変化し、したがって、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３から吐出される流量Ｑ１は小さな値となる。これに伴って、第１油圧ポンプ２のみの圧油によって駆動するバケットシリンダ５９に供給される流量が少なくなり、アームシリンダ５８の作動速度に比べて、バケットシリンダ５９の作動速度が著しく遅くなる事態を生じる。これにより、重掘削作業にあっては特に重要なアームシリンダ５８とバケットシリンダ５９の複合操作性が低下してしまい、この重掘削作業に支障を生じる懸念がある。
【００６９】
本発明の第１実施形態にあっては、上述のように、重掘削作業時には、合流解除弁６２が合流弁２４の合流機能を解除するように作動するので、アームシリンダ５８に、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給するようにしてある。これにより、エンジン出力トルクの制約を受ける第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３のそれぞれのポンプ入力トルクの合計値を図３の特性線８１で示すように比較的大きく確保することができる。したがって、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３から吐出される流量Ｑ０を、この重掘削作業時における３つの油圧ポンプの合流の場合の流量Ｑ１に比べて大きくすることができる。このため、アームシリンダ５８の作動速度は、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの油圧ポンプの圧油の合流に比べれば遅くなるものの、第１油圧ポンプ２のみの圧油によって駆動するバケットシリンダ５９にも十分な流量を供給でき、このバケットシリンダ５９の作動速度を確保することができる。したがって、この第１実施形態によれば、重掘削作業時においても、アームシリンダ５８とバケットシリンダ５９との良好な複合操作性が得られて、所望の重掘削作業を実施することができる。
【００７０】
この第１実施形態によれば、基本的には上述のように、アームシリンダ５８を第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主油圧ポンプの合流された圧油により駆動させることができ、当該アームシリンダ５８のさらなる増速を実現させることができる。これにより、当該アームシリンダ５８の駆動を介して実施される掘削作業等の作業能率を向上させることができる。
【００７１】
また、合流弁２４を旋回用方向制御弁２２の下流に配置し、ブレード用方向制御弁２３と合流弁２４との間に位置するセンタバイパス通路２５に管路３１を接続したことから、旋回優先を確保することができる。
【００７２】
また、合流弁２４を、旋回用方向制御弁２２、ブレード用方向制御弁２３等とともに、第２コントロールバルブ２７に収納させたことから、コンパクトなバルブ構造とすることができ、当該油圧制御装置の製作時の取り扱いが容易であり、組立が簡単である。
【００７３】
また特に、合流弁２４の合流機能を解除する合流解除弁６２を設けたことから、油圧ショベルで実施される各種の作業形態におけるエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの関係を考慮して、アームシリンダ５８を第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの油圧ポンプの合流による圧油で駆動するか、あるいは第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の２つの油圧ポンプの合流による圧油で駆動するか選択することができ、軽掘削作業、重掘削作業等の各作業の実施に際し、優れた作業性を得ることができます。
【００７４】
図４は本発明の請求項１，２，４，５，６，７，８，１０，１３に相応する第２実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【００７５】
この第２実施形態は特に、合流弁２４の合流機能を解除する合流解除手段が、前述した合流解除弁６２と、パイロットポンプ５と、このパイロットポンプ５から吐出されるパイロット圧を合流解除弁６２の制御部に供給可能な比例電磁弁６４と、アームシリンダ５８の負荷圧、すなわちボトム圧を検出する、アームボトム用圧力センサ（特定アクチュエータ用圧力センサ）６６と、このアームボトム用圧力センサ６６から出力される信号に応じて、比例電磁弁６４を作動させる制御信号を出力可能なコントローラ６５とを含む構成にしてある。
その他の構成は前述した図１に示す第１実施形態と同じである。
【００７６】
このように構成した第２実施形態にあっては、特に、重掘削作業に際し、アームボトム用圧力センサ６６によって、アームボトム圧が高くなったことが検出されると、コントローラ６５から比例電磁弁６４を作動させる制御信号が出力され、これにより比例電磁弁６４が作動し、パイロットポンプ５のパイロット圧が比例電磁弁６４を介して合流解除弁６２の制御部に与えられる。これにより合流弁２４の制御パイロット圧３０が与えられる制御部がタンクに連通し、合流機能が解除される。これに伴い、アームシリンダ５８には、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給することが可能になり、前述した第１実施形態におけるのと同様に、アームシリンダ５８とバケットシリンダ５９との良好な複合操作性を確保でき、所望の重掘削作業を実施することができる。
その他の作用効果については、前述した第１実施形態と同じである。
【００７７】
図５は本発明の第３実施形態の構成を示す油圧回路図、図６は図５に示す第３実施形態に備えられる合流弁の特性を示す図である。
【００７８】
この図５に示す第３実施形態も例えば油圧ショベルに備えられるものである。この図５において前述した図１に示すものと同等のものは同じ符号で示してあるが、その説明については重複するので省略する。
【００７９】
この第３実施形態では、特に、図５に示すように、ブレード用方向制御弁２３の下流に配置され、第２コントロールバルブ２７に含まれる合流弁３３が、図６のアームシリンダ５８への圧油供給を可能にする開口面積の特性Ｐ−Ｃ，及びタンクへの圧油の流出を可能にする開口面積の特性Ｐ−Ｔを有する。すなわち、制御パイロット圧３０の大きさに相応して変化するそのストローク量に応じて、開口面積の大きさを徐々に変化させることができるもの、いわゆるメータリング特性を有するものから成っている。この合流弁３３は、与えられる制御パイロット圧３０が所定の大きさ以上になると、第３油圧ポンプ４の圧油のアームシリンダ５８への供給流量を、ほぼ比例的に増加させるメータリング特性を有する。
【００８０】
また、合流弁３３のアクチュエータポートと、アームシリンダ５８に接続される主管路４０とを連絡する管路３４を設けてある。この管路３４は、第１コントロールバルブ１８、第２コントロールバルブ２７の外部に配置される外部配管から成っている。管路３４中には、主管路４０側からの逆流を阻止する逆止弁３５を設けてある。
その他の構成は、前述した図１に示す第１実施形態から合流弁２４、管路３１、逆止弁３２を除いた構成と同等である。
【００８１】
このように構成した第３実施形態では、アーム用操作装置６１を所定量操作し、アーム用第１方向制御弁１２とアーム用第２方向制御弁１０とを連動させるように切換え、同時にアーム用操作装置６１の操作に伴って出力される制御パイロット圧３０により合流解除弁６２を介して合流弁３３を切換えると、まずアーム用第２方向制御弁１０はセンタバイパス通路１６を閉塞するブロック位置に切換えられる。
【００８２】
これにより第１油圧ポンプ２の圧油が吐出管路６、センタバイパス通路１６、逆止弁２０、管路１９を介して、第２油圧ポンプ３の圧油とともにアーム用第１方向制御弁１２に合流されて供給される。
【００８３】
またこの間、アーム用操作装置６１の操作量の増加に相応して、合流弁３３のアームシリンダ５８への圧油供給を可能にする開口面積（図６の特性Ｐ−Ｃ）が徐々に増加し、一方、タンクへの流出を可能にする開口面積（図４の特性Ｐ−Ｔ）が徐々に減少し、次第にこの合流弁３３から管路３４に供給される流量は増加する。この管路３４に供給された流量は、逆止弁３５を経てアーム用第１方向制御弁１２を介して主管路４０に導かれた流量に合流する。したがって、アーム用操作装置６１の操作量に相応するアーム用第１方向制御弁１２の切換え操作量、及び合流弁３３の切換え操作量の大きさに応じた圧油が、主管路４０を経てアームシリンダ５８に供給され、アームシリンダ５８からの戻り油がタンクに戻される。これにより、当該アームシリンダ５８を、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主油圧ポンプの合流された圧油によって速い速度で駆動することができ、またアーム用第１方向制御弁１２の切換え操作量及び合流弁３３の切換え操作量に応じた速度で駆動することができる。
【００８４】
なお例えば、このように３つの主油圧ポンプの合流された圧油によりアームシリンダ５８を駆動している状態から、前述した図１４に示す旋回体を旋回させようとして旋回用方向制御弁２２を切換え操作したときには、合流弁３３の上流に位置する旋回用方向制御弁２２に第３油圧ポンプ４の圧油が供給される。したがって、この旋回用方向制御弁２２の下流に位置する合流弁３３、管路３４に圧油が供給されなくなる。この場合には、第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３だけの合流された圧油がアームシリンダ５８に供給されることになる。すなわち、この第３実施形態でも、旋回操作が優先的に確保されるようになっている。
【００８５】
また例えば、重掘削作業時のようにアームシリンダ５８の負荷圧が大きくなると合流解除弁６２が図５の左位置に切換えられ、合流弁３３の制御パイロット圧３０が与えられる制御部とタンクとが連通して、ばねの力により合流弁３３は、同図５の右位置に、つまりセンタバイパス通路２５をタンクに連通させる位置に切換えられ、その合流機能が解除される。
【００８６】
この第３実施形態でも、前述した第１実施形態におけるのと同様に、基本的にはアームシリンダ５８を第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の３つの主油圧ポンプの合流された圧油により駆動することができ、当該アームシリンダ５８のさらなる増速を実現させることができる。これにより、当該アームシリンダ５８の駆動を介して実施される掘削作業の作業能率を向上させることができる。
【００８７】
また、合流弁３３を旋回用方向制御弁２２の下流に配置し、この合流弁３３のアクチュエータポートと、アームシリンダ５８に圧油を供給する主管路４０とを連絡する管路３４を設けてあることから、旋回優先を確保することができる。
【００８８】
さらに、第１実施形態におけるのと同様に、合流弁３３を、旋回用方向制御弁２２、ブレード用方向制御弁２３等とともに、第２コントロールバルブ２７に収納させたことから、コンパクトなバルブ構造とすることができ、当該油圧制御装置の製作時の取り扱いが容易であり、組立が簡単である。
【００８９】
そして特に、この第３実施形態では、合流弁３３がメータリング特性を有することから、この合流弁３３と主管路４０とを外部配管を構成する管路３４によって連絡してもアームシリンダ５８の動きを制御することができる。したがって、第１コントロールバルブ１８の内部の通路形成などの煩雑な手間を要することなく製作することができる。また、第２コントロールバルブ２７に合流弁３３を設けること、及び外部配管を構成する管路３４を設けることは、比較的簡単であるので、前述した図１５に示すような既設の油圧制御装置を改造して容易に得ることができる。
【００９０】
また、当該油圧ショベルの作業形態に応じて合流解除弁６２が作動し、合流弁３３がその合流機能を解除するように切換えられる。したがって、この点については前述した第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９１】
図７は本発明の請求項１，２，３，４，５，６，７，８，１０，１３に相当する第４実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【００９２】
この第４実施形態では特に、メータリング特性を有する合流弁３３の合流機能を解除する合流解除手段が、合流解除弁６２と、パイロットポンプ５と、このパイロットポンプ５から吐出されるパイロット圧を合流解除弁６２の制御部に供給可能な比例電磁弁６４と、アームシリンダ５８の負荷圧、すなわちボトム圧を検出するアームボトム圧用圧力センサ（特定アクチュエータ圧圧力センサ）６６と、このアームボトム圧用圧力センサ６６から出力される信号に応じて、比例電磁弁６４を作動させる制御信号を出力可能なコントローラ６５とを含む構成にしてある。
その他の構成は前述した図５に示す第３実施形態と同じである。
【００９３】
このように構成した第４実施形態にあっては、特に、重掘削作業に際し、アームボトム用圧力センサ６６によって、アームボトム圧が高くなったことが検出されると、コントローラ６５から比例電磁弁６４を作動させる制御信号が出力され、これにより比例電磁弁６４が作動し、パイロットポンプ５のパイロット圧が比例電磁弁６４を介して合流解除弁６２の制御部に与えられる。これにより合流弁３３の制御パイロット圧３０が与えられる制御部がタンクに連通し、合流機能が解除される。これに伴い、アームシリンダ５８には、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の２つの油圧ポンプの圧油だけを合流させて供給することが可能になり、前述した第３実施形態におけるのと同様にアームシリンダ５８とバケットシリンダ５９との良好な複合操作性を確保でき、所望の重掘削作業を実施することができる。
その他の作用効果については、前述した第３実施形態と同様である。
【００９４】
図８は本発明の請求項１，２，３，４，５，６，７，８，１０，１３に相当する第５実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【００９５】
この第５実施形態では、合流解除手段に含まれる特定アクチュエータ用圧力センサとして第２油圧ポンプ３の吐出管路１１に設けられ、アームシリンダ５８のボトム圧に相応するポンプ吐出圧を検出するポンプ吐出圧用圧力センサ６６ａを備えている。その他の構成は前述した第４実施形態と同様である。
【００９６】
このように構成した第５実施形態にあっても、重掘削作業に際し、アームシリンダ５８のボトム圧が高くなると、それに応じて第２油圧ポンプ２の吐出圧が高くなり、その高くなったポンプ吐出圧がポンプ吐出圧用圧力センサ６６ａで検出されると、コントローラ６５から比例電磁弁６４に制御信号が出力される。したがって、前述した第４実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００９７】
図９は本発明の請求項１，２，３，４，５，６，７，１１，１３に相当する第６実施形態の構成を示す油圧回路図、図１０は図９に示す第６実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【００９８】
この第６実施形態は特に、メータリング特性を有する合流弁３３の合流機能を解除する合流解除手段が、パイロットポンプ５と、このパイロツトポンプ５の圧油を合流弁３３のばね室と対抗する側に位置する制御部に供給可能な比例電磁弁６４と、アームシリンダ５８のボトム圧を検出する特定アクチュエータ用圧力センサ、すなわちアームボトム用圧力センサ６６と、アーム用操作装置６１によって発生させたパイロット圧を検出するパイロット用圧力センサ６７と、アームボトム用圧力センサ６６から出力される信号とパイロット用圧力センサ６７から出力される信号との双方に応じて、比例電磁弁６４を作動させる制御信号を出力可能なコントローラ６５とを含む構成にしてある。
【００９９】
また上述のコントローラ６４は、図１０に示すように、アームパイロット圧の増加に応じて直線的に増加する電流値ＳＯＬの関係が設定され、パイロット用圧力センサ６７から出力される信号に応じて該当する電流値ＳＯＬを発生させる関数発生部７０と、アームボトム圧が所定の高さに至るまでは係数Ｋ＝１となり、アームボトム圧が所定の高さを超えるほど大きくなると係数Ｋ＝０に変化する関数関係があらかじめ設定され、アームボトム用圧力センサ６６から出力される信号に応じて該当する係数Ｋを発生させる関数発生部７１と、これらの関数発生部７０から出力される電流値ＳＯＬと、関数発生部７１から出力される係数Ｋとを乗算し、比例電磁弁６４に制御信号を出力する乗算部７２とを備えている。
その他の構成は、前述した図５に示す本発明の第３実施形態から合流解除弁６２を除いたものと同じである。
【０１００】
このように構成した第６実施形態にあっては、例えばアーム用操作装置６１と図示しないバケット用操作装置とが操作されておこなわれる軽掘削作業時には、アーム用操作装置６１の操作に伴って発生したパイロット圧がパイロット用圧力センサ６７で検出され、コントローラ６５に入力されるとともに、アーム用操作装置６１の操作によって作動するアームシリンダ５８のボトム圧がアームボトム用圧力センサ６６で検出され、コントローラ６５に入力される。
【０１０１】
コントローラ６５の関数発生部７０では、パイロット用圧力センサ６７から出力されるアームパイロット圧に相応する電流値ＳＯＬが求められ、該当する電流値ＳＯＬが乗算部７２に出力される。また、アームボトム用圧力センサ６６から出力される比較的低いアームボトム圧に相応する係数Ｋ＝１が求められ、この係数Ｋ＝１が乗算部７２に出力される。乗算部７２では、電流値ＳＯＬと係数Ｋ＝１が乗算され、電流値の比較的大きな制御信号が比例電磁弁６４に出力される。これにより、合流弁３３は同図９の左位置に切換えられ、第３油圧ポンプ４の圧油の第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の圧油への合流が可能となる。すなわち、３つの油圧ポンプ２，３，４の圧油を合流させてアームシリンダ５８に供給するとともに、第１油圧ポンプ２の圧油をバケットシリンダ５９に供給し、これらのアームシリンダ５８、バケットシリンダ５９の複合操作による所望の軽掘削作業を実施できる。
【０１０２】
また例えば、アーム用操作装置６１と図示しないバケット用操作装置とが操作されておこなわれる重掘削作業時にも、アーム用操作装置６１の操作に伴って発生したパイロット圧がパイロット用圧力センサ６７で検出され、コントローラ６５に入力されるとともに、アーム用操作装置６１の操作によって作動するアームシリンダ５８のボトム圧がアームボトム用圧力センサ６６で検出され、コントローラ６５に入力される。
【０１０３】
コントローラ６５の関数発生部７０では、前述と同様に、パイロット用圧力センサ６５から出力されるパイロット圧に相応する電流値ＳＯＬが求められ、該当する電流値ＳＯＬが乗算部７２に出力される。また、アームボトム用圧力センサ６６から出力される高いアームボトム圧に相応する係数Ｋ＝０が求められ、この係数Ｋ＝０が乗算部７２に出力される。乗算部７２では電流値ＳＯＬと係数Ｋ＝０が乗算され、電流値が０と求められる。したがって、この場合は、コントローラ６５から比例電磁弁６４に制御信号が出力されず、この比例電磁弁６４は作動せず、パイロットポンプ５のパイロット圧が合流弁３３の制御部に与えられることがない。この状態では、合流弁３３の切換位置は同図９に示す右位置に保たれ、センタバイパス通路２５がタンクに連通し、合流弁３３の合流機能が解除される。これにより、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の圧油だけを合流させてアームシリンダ５８に供給するとともに、第１油圧ポンプ２の圧油をバケットシリンダ５９に供給し、これらのアームシリンダ５８、バケットシリンダ５９の良好な複合操作性を確保でき、所望の重掘削作業を実施できる。
その他の作用効果については、上述した第３実施形態と同じである。
【０１０４】
図１１は本発明の請求項１，２，３，４，５，６，７，１１，１３に相応する第７実施形態の構成を示す油圧回路図、図１２は図１１に示す第７実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【０１０５】
この第７実施形態では、アーム用操作装置６１で発生させたパイロット圧を同図１１の合流弁３３の左側に位置する制御部に与え、比例電磁弁６４から出力されるパイロット圧を同図１１の合流弁３３の右側に位置する制御部に与える構成にしてある。
【０１０６】
またコントローラ６５は、図１２に示すように、アームパイロット圧の増加に応じて直線的に増加する電流値ＳＯＬの関数関係があらかじめ設定され、パイロット用圧力センサ６７から出力される信号に応じて該当する電流値ＳＯＬを発生させる関数発生部７３と、アームボトム圧が所定の高さに至るまでは係数Ｋ＝０となり、アームボトム圧が所定の高さを超えると係数Ｋ＝１に変化する関数関係があらかじめ設定され、アームボトム用圧力センサ６６から出力される信号に応じて該当する係数Ｋを発生させる関数発生部７４と、関数発生部７３から出力される電流値ＳＯＬと、関数発生部７４から出力される係数Ｋとを乗算し、比例電磁弁６４に制御信号を出力する乗算部７５とを備えている。
その他の構成は前述した第６実施形態と同じである。
【０１０７】
このように構成した第７実施形態にあっては、コントローラ６５の関数発生部７３でパイロット用圧力センサ６５で検出されたパイロット圧に相応する電流値ＳＯＬが求められ、また、関数発生部７４でアームボトム用圧力センサ６６で検出されたアームボトム圧に相応する係数Ｋが求められ、乗算部７５で互いに乗算される。
【０１０８】
軽掘削作業のように、アームボトム圧が低い場合には、関数発生部７４で求められる係数Ｋ＝０であり、したがって乗算部７５で求められる電流値も０となり、比例電磁弁６４に制御信号が出力されない。このため合流弁３３の同図１１の左側の制御部に与えられる制御パイロット圧３０により合流弁３３は左位置、すなわち合流を可能とさせる位置に切換えられる。これにより３つの油圧ポンプ２，３，４を合流させてアームシリンダ５８を駆動し、所望の軽掘削作業を実施できる。
【０１０９】
また重掘削作業のように、アームボトム圧が高くなる場合には、関数発生部７４で求められる係数はＫ＝１であり、したがって乗算部７５で求められる電流値も大きな値となる。その大きな値の制御信号が比例電磁弁６４に与えられ、この比例電磁弁６４が作動し、当該比例電磁弁６４を介して図１１に示す合流弁３３の右側の制御部にパイロット圧が与えられ、合流弁３３の合流機能が解除される。
【０１１０】
これにより、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３の圧油だけを合流させてアームシリンダ５８に供給するとともに、第１油圧ポンプ２の圧油をバケットシリンダ５９に供給し、これらのアームシリンダ５８、バケットシリンダ５９の良好な複合操作性を確保でき、所望の重掘削作業を実施できる。
その他の作用効果については、前述した第６実施形態と同じである。
【０１１１】
図１３は本発明の請求項１，２，３，４，５，６，７，１２，１３に相応する第８実施形態の構成を示す側面図である。
【０１１２】
この第８実施形態では特に、メータリング特性を有する合流弁３３の合流機能を解除する合流解除手段が、電気信号から成る制御信号に応じて作動し、合流弁３３の合流機能を解除させるようにこの合流弁３３を切換える合流解除弁６８と、アームシリンダ５８のボトム圧を検出するアームボトム用圧力センサ６６と、このアームボトム用圧力センサ６６から出力される信号に応じて、合流弁６８を作動させる制御信号を出力可能なコントローラ６５とを含む構成にしてある。
その他の構成は前述した図５に示す第３実施形態と同じである。
【０１１３】
図５に示す第３実施形態では、アームシリンダ５８のアームボトム圧により直接に合流解除弁６２を切換え、合流弁３３の合流機能を解除させるようにしてあるが、この図１３に示す第８実施形態では、アームシリンダ５８のボトム圧に相応する電気信号によって合流解除弁６８を切換え、合流弁３３の合流機能を解除させるようにしてある。
このように構成した第８実施形態における作用効果は、上述した図５に示す第３実施形態とほぼ同じである。
【０１１４】
なお、この第８実施形態では、アームシリンダ５８のボトム圧を検出するアームボトム用圧力センサ６６を設けたが、このように構成する代りに、例えば第２油圧ポンプ３の吐出圧を検出するポンプ吐出用圧力センサを設け、このポンプ吐出用圧力センサの信号をコントローラ６５に入力させ、アームボトム圧が高くなるに伴って第２油圧ポンプ３の吐出圧が高くなったときに、合流解除弁６８を、合流弁３３の合流機能を解除するように作動させる構成にしてもよい。
【０１１５】
なお、上記の各実施形態では、特定アクチュエータとしてアームシリンダ５８を挙げたが、本発明は、特定アクチュエータをアームシリンダ５８とすることには限られない。例えば特定アクチュエータをブームシリンダ５７とし、ブーム用第２方向制御弁１３をメータリング特性を有しない方向制御弁とし、ブーム用第１方向制御弁９をメータリング特性を有する方向制御弁とし、ブーム用第２方向制御弁１３の入力ポートと、ブーム用第１方向制御弁９の入力ポートとを連絡する管路を設け、その管路にブーム用第１方向制御弁９側からの逆流を阻止する逆止弁を設けるとともに、前述した図１に示す第１実施形態における合流弁２４、管路３１、逆止弁３２、合流解除弁６２等と同等の合流弁、管路、逆止弁、合流解除弁等を設け、その管路を前述したブーム用第２方向制御弁１３の入力ポートとブーム用第１方向制御弁９の入力ポートとを連絡する管路に接続する構成にしたり、あるいは例えば、上述した図５に示す第３実施形態における合流弁３３、管路３４、逆止弁３５、合流解除弁６２等と同等の合流弁、管路、逆止弁、合流解除弁等を設け、その管路を外部配管としてブーム用第１方向制御弁９とブームシリンダ５７とを接続する主管路に連絡する構成にしてもよい。
【０１１６】
このように構成したものでは、前述した各実施形態におけるアームシリンダ５８と同様に、３つの主油圧ポンプ、すなわち第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、第３油圧ポンプ４の合流された圧油によってブームシリンダ５７を速い速度で駆動することができる。また、必要に応じて第３油圧ポンプ４の圧油の合流を解除し、ブームシリンダ５７を第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３の圧油の合流で駆動することができる。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明の各請求項に係る発明によれば、２つの油圧ポンプの合流により駆動可能な特定アクチュエータに、さらに第３の油圧ポンプの圧油を合流させて供給し、この特定アクチュエータのさらなる増速を実現でき、従来に比べて作業能率を向上させることができる。
【０１１８】
また、合流解除手段を作動させることにより、合流弁の合流機能を解除させ、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプだけの合流による圧油で特定アクチュエータを駆動させることができ、すなわち、当該建設機械の各種の作業形態におけるエンジン出力トルクとポンプ入力トルクとの関係を考慮して、特定アクチュエータを第１，第２，第３油圧ポンプの３つの油圧ポンプの合流による圧油で駆動するか、あるいは第１，第２油圧ポンプの２つの油圧ポンプの合流による圧油で駆動するかを選択することができ、各種の作業の実施に際し、優れた作業性を得ることができる。
【０１１９】
また特に、請求項２に係る発明によれば、他のアクチュエータ用方向制御弁が切換え操作されたときは、第１，第２油圧ポンプの圧油の合流による特定アクチュエータの駆動が可能に状態にあって他のアクチュエータを駆動させることができ、他のアクチュエータ用方向制御弁が中立保持されているときは、第１，第２，第３油圧ポンプの圧油の合流による特定アクチュエータの駆動を実現でき、すなわち、他のアクチュエータの優先操作を確保した上で、３つの油圧ポンプの圧油の合流による特定アクチュエータの駆動を選択的に実現させることができる。
【０１２０】
また特に、請求項３に係る発明によれば、合流弁の操作量に応じて特定アクチュエータの駆動を抑制できるので、特定アクチュエータに接続される主管路と、合流弁とを外部配管を構成する管路で直接に接続することができ、したがって、製作が簡単であるとともに、既設の油圧制御装置を改造することによっても容易に製作することができる。
【０１２１】
また特に、請求項４に係る発明によれば、第１コントロールバルブ、第２コントロールバルブの２つのバルブブロック内に、当該建設機械で必要とされている各種の方向制御弁と、合流弁とを収納でき、コンパクト化を実現でき、組立時等の取り扱いが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建設機械の油圧制御装置の第１実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に備えられる合流弁の特性を示す図である。
【図３】図１に示す第１実施形態で得られるポンプ入力トルク特性を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図５】本発明の第３実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図６】図５に示す第３実施形態に備えられる合流弁の特性を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図８】本発明の第５実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図９】本発明の第６実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図１０】図９に示す第６実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図１２】図１１に示す第７実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
【図１３】本発明の第８実施形態の構成を示す油圧回路図である。
【図１４】建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図１５】図１４に示す油圧ショベルに備えられる従来の油圧制御装置の一例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１    エンジン
２    第１油圧ポンプ
３    第２油圧ポンプ
４    第３油圧ポンプ
５    パイロットポンプ
６    吐出管路
８    バケット用方向制御弁
９    ブーム用第１方向制御弁
１０  アーム用第２方向制御弁
１１  吐出管路
１２  アーム用第１方向制御弁
１３  ブーム用第２方向制御弁
１６  センタバイパス通路
１７  センタバイパス通路
１８  第１コントロールバルブ
１９  管路
２０  逆止弁
２１  吐出管路
２２  旋回用方向制御弁
２３  ブレード用方向制御弁
２４  合流弁
２５  センタバイパス通路
２７  第２コントロールバルブ
２８  吐出管路
３０  制御パイロット圧
３１  管路
３２  逆止弁
３３  合流弁
３４  管路
３５  逆止弁
４０  主管路
６０  パイロット圧
６１  アーム用操作装置
６２  合流解除弁（合流解除手段）
６３  解除指令圧
６４  比例電磁弁（合流解除手段）
６５  コントローラ（合流解除手段）
６６  アームボトム用圧力センサ（合流解除手段）
６６ａ  ポンプ吐出圧用圧力センサ（合流解除手段）
６７    パイロット用圧力センサ（合流解除手段）
６８    合流解除弁（合流解除手段）
７０    関数発生部
７１    関数発生部
７２    乗算部
７３    関数発生部
７４    関数発生部
７５    乗算部
８０    特性線
８１    特性線
【図１】
0003607529.tif 000002
【図２】
0003607529.tif 000003
【図３】
0003607529.tif 000004
【図４】
0003607529.tif 000005
【図５】
0003607529.tif 000006
【図６】
0003607529.tif 000007
【図７】
0003607529.tif 000008
【図８】
0003607529.tif 000009
【図９】
0003607529.tif 000010
【図１０】
0003607529.tif 000011
【図１１】
0003607529.tif 000012
【図１２】
0003607529.tif 000013
【図１３】
0003607529.tif 000014
【図１４】
0003607529.tif 000015
【図１５】
0003607529.tif 000016