(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、前記複数の方向切換弁を駆動操作する複数の操作レバー装置と、前記複数の方向切換弁の中立時に前記油圧ポンプより吐出される圧油をタンクに還流するブリード弁と、前記複数の操作レバー装置の操作量に応じた流量となるよう前記油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御手段と、前記複数の操作レバー装置の操作量に応じた開口面積となるよう前記ブリード弁を制御するブリード制御手段とを備えた建設機械の油圧回路装置において、前記複数のアクチュエータの最高負荷圧力が誘導されるとともに、絞りを介してタンクに接続される信号ラインを有する信号回路と、
前記複数の方向切換弁に内蔵されるそれぞれのメータイン絞り要素の出口側に配置され、前記信号回路の最高負荷圧力が閉弁方向に作用し、対応するメータイン絞り要素の出口圧力を当該最高負荷圧力と同じになるよう制御する複数の第１の分流弁と、
前記ブリード弁の出口側に配置され、前記信号ラインの最高負荷圧力に応じた制御圧力が閉弁方向に作用し、前記ブリード弁の出口圧力を当該制御圧力と同じになるように制御する第２の分流弁と、
前記信号ラインに配置され、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記最高負荷圧力との差圧に応じて作動し、当該差圧が大きいときは前記制御圧力を前記最高負荷圧力と等しい圧力とし、前記差圧が小さくなると前記制御圧力を前記最高負荷圧力より低い圧力とする切換弁とを備えることを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の油圧回路装置において、前記切換弁は、前記油圧ポンプの吐出圧力が開弁方向に作用し、前記最高負荷圧力とバネの付勢力が閉弁方向に作用し、油圧ポンプの吐出圧力と最高負荷圧力との差圧が小さくなるにしたがって開口面積を小さくする弁であることをことを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械の油圧回路装置において、前記信号ラインに設置され、前記絞りの前後差圧を一定に制御する圧力補償弁を更に備えることを特徴とする建設機械の油圧回路装置。
【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や油圧クレーンなどの建設機械に備えられる油圧回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械である油圧ショベルに用いられる油圧回路装置としては、例えば特開平３−２１３７０３号公報や特開平７−６３２０３号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
特開平３−２１３７０３号公報に記載の油圧回路装置は、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御するセンターバイパス型の方向切換弁と、方向切換弁の操作量に応じた流量となるよう油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御装置とを備えている。また、センターバイパス型の方向切換弁のセンターバイパス通路には絞り（センターバイパス絞り）があり、このセンターバイパス絞りの下流側には、当該センターバイパス絞りの前後差圧を一定に保つように制御する圧力補償弁が設けられている。
【０００４】
このように構成した油圧回路装置では、操作レバー装置の操作量に応じた開度となるよう方向切換弁のセンターバイパス絞りが絞られることにより、アクチュエータの起動時には油圧ポンプの吐出流量の一部をブリードしながらアクチュエータを駆動するいわゆるブリード制御が可能であり、アクチュエータにショックを与えない良好な操作フィーリングが得られる。また、圧力補償弁でブリード弁の前後差圧を一定に保つように制御することにより、アクチュエータの負荷圧の増大に対してブリード弁を通過する流量の増大を防止し、アクチュエータへ供給される流量を確保する負荷補償を図っている。
【０００５】
特開平７−６３２０３号公報に記載の油圧回路装置は、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数のアクチュエータと、複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御するクローズドセンタ型の複数の方向切換弁と、複数の方向切換弁を駆動操作する複数の操作レバー装置と、油圧ポンプの吐出管路に接続されたバイパスラインと、このバイパスラインに配置され、複数の方向切換弁の中立時に油圧ポンプより吐出される圧油をタンクに還流するブリード弁と、複数の操作レバー装置の操作量に応じた開度となるようブリード弁を制御するブリード制御装置とを備えている。
【０００６】
このように構成した油圧回路装置では、操作レバー装置の操作量に応じた開度となるようブリード弁を制御することにより当該ブリード弁がセンターバイパス絞りと同様の機能を果たし、方向切換弁としてクローズドセンタ型の弁を用いながら、センターバイパス絞りを備えたセンターバイパス型の方向切換弁によるブリード制御と同等の操作感覚が得られ、良好な操作性が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術には次のような問題がある。
【０００８】
特開平３−２１３７０３号公報に記載の油圧回路装置では、センターバイパス型の方向切換弁を複数個設ける場合、それら方向切換弁は油圧ポンプに対してタンデム接続されるかパラレル接続されるかのいずれかであり、複数のアクチュエータを同時に操作する複合操作を行う場合、前者では上流側のアクチュエータに優先的に圧油が供給され、後者では低圧側のアクチュエータに優先的に圧油が供給され、複合操作性に問題がある。
【０００９】
また、一般に、センターバイパス絞りを備えたセンターバイパス型の方向切換弁を用いる回路では、センターバイパス絞りを通過する流量が負荷圧力によって変わるため、メータイン絞り要素のメータリング特性、特にメータリングの立ち上がり特性が負荷圧力によって変化するという、センターバイパス絞り特有の問題を生じる。
【００１０】
すなわち、センターバイパス絞りによりブリード制御しながらアクチュエータを駆動する場合、操作レバー装置の操作量が一定でブリード弁の開度が一定であっても、負荷圧力が高くなりポンプ吐出圧力が高くなると、センターバイパス絞りを通過する流量が増加するため、負荷圧力が低いときは操作レバー装置のある操作量で負荷圧力以上のポンプ吐出圧力になり、アクチュエータに圧油を供給できたものが、負荷圧力が高くなると同じ操作量ではポンプ吐出圧力が上昇せず、操作レバー装置の操作量を更に大きくしセンターバイパス絞りを更に絞って始めてポンプ吐出圧力が負荷圧力より高くなり、アクチュエータに圧油を供給できるという現象を生じる。このため、負荷圧力が高くなるにしたがって操作レバー装置の操作量に対する不感帯が増大し、操作レバー装置のメータイン流量を制御できる有効ストローク範囲が狭くなり、操作性が悪化する。
【００１１】
特開平３−２１３７０３号公報に記載の油圧回路装置では、センターバイパス絞りに対して圧力補償弁を設け、負荷補償しているので、センターバイパス絞りを通過する流量はその開口面積に応じて制御され、上記問題はある程度解決される。しかし、慣性負荷の起動時等、油圧ポンプの吐出流量からブリード流量を減じた流量が全量、アクチュエータで吸収されない場合、ポンプ吐出圧が上昇してリリーフ弁で処理する必要が生じ、過度の圧力上昇とエネルギ損失を発生することになる。また、その圧力上昇で慣性負荷が急に動き出すことがあり、慣性負荷の駆動が滑らかに行えないという問題もある。
【００１２】
一方、特開平７−６３２０３号公報に記載の油圧回路装置では、クローズドセンタ型の方向切換弁を用いながら、バイパスラインに設けられたブリード弁でブリード制御することにより、センターバイパス絞りを備えたセンターバイパス型の方向切換弁によるブリード制御と同等の操作感覚が得られる。また、方向切換弁自体はクローズドセンタ型であるため、方向切換弁の前後差圧を制御する圧力補償弁や分流弁を設けることにより複合操作性は確保できる。しかし、バイパスラインにブリード弁を設けたため、そのブリード弁を通過する流量が負荷圧力によって変化し、メータイン絞り要素のメータリング特性が負荷圧力によって変化するという、上記センターバイパス型の方向切換弁と同様の問題を生じる。
【００１３】
本発明の第１の目的は、クローズドセンタ型の方向切換弁を用いてブリード制御を行えるとともに、複合操作性に優れかつメータイン絞り要素のメータリング特性に関する負荷圧力の影響を低減できる建設機械の油圧回路装置を提供することである。
【００１４】
本発明の第２の目的は、クローズドセンタ型の方向切換弁を用いてブリード制御を行えるとともに、メータイン絞り要素のメータリング特性に関する負荷圧力の影響を低減でき、更に慣性負荷の起動時にポンプ吐出圧力の過度の上昇を防止できる建設機械の油圧回路装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決するために、本発明は、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向切換弁と、前記複数の方向切換弁を駆動操作する複数の操作レバー装置と、前記複数の方向切換弁の中立時に前記油圧ポンプより吐出される圧油をタンクに還流するブリード弁と、前記複数の操作レバー装置の操作量に応じた流量となるよう前記油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御手段と、前記複数の操作レバー装置の操作量に応じた開度となるよう前記ブリード弁を制御するブリード制御手段とを備えた建設機械の油圧回路装置において、前記複数のアクチュエータの最高負荷圧力が誘導されるとともに、絞りを介してタンクに接続される信号ラインを有する信号回路と、前記複数の方向切換弁に内蔵されるそれぞれのメータイン絞り要素の出口側に配置され、前記信号回路の最高負荷圧力が閉弁方向に作用し、対応するメータイン絞り要素の出口圧力を当該最高負荷圧力と同じになるように制御する複数の第１の分流弁と、前記ブリード弁の出口側に配置され、前記信号ラインの最高負荷圧力に応じた制御圧力が閉弁方向に作用し、前記ブリード弁の出口圧力を当該制御圧力と同じになるように制御する第２の分流弁と、前記信号ラインに配置され、前記油圧ポンプの吐出圧力と前記最高負荷圧力との差圧に応じて作動し、当該差圧が大きいときは前記制御圧力を前記最高負荷圧力と等しい圧力とし、前記差圧が小さくなると前記制御圧力を前記最高負荷圧力より低い圧力とする切換弁とを備えるものとする。
【００１６】
以上のように構成した本発明の油圧回路装置では、油圧ポンプより吐出される圧油をタンクに還流するブリード弁を設け、操作レバー装置の操作量に応じた開口面積となるようブリード弁を制御することにより、クローズドセンタ型の方向切換弁を用いてブリード制御を行える。また、メータイン絞り要素の出口圧力を最高負荷圧力と同じになるように制御する複数の第１の分流弁を設けることにより、メータイン絞り要素の前後差圧が全て同じとなり、複合操作性が確保される。更に、ブリード弁の出口圧力を最高負荷圧力に応じた制御圧力と同じになるように制御する第２の分流弁を設けることにより、ブリード弁の出口圧力が最高負荷圧力と同じになるように制御されるときは、メータイン絞り要素とブリード弁の前後差圧が全て同じとなり、メータイン絞り要素のメータリング特性、特にメータリングの立ち上がり特性が負荷圧力に依存しなくなる。このため、負荷圧力が高くなっても操作レバー装置の操作量の不感帯は小さくならず、優れた操作性が確保できる。
【００１７】
また、信号ラインに切換弁を設け、油圧ポンプの吐出圧力と最高負荷圧力との差圧が大きいときは制御圧力を最高負荷圧力と等しい圧力とし、差圧が小さくなると制御圧力を最高負荷圧力より低い圧力とすることにより、当該差圧が過渡的に小さくなる慣性負荷の起動時には、ブリード弁の前後差圧がポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧より大きくなり、ブリード弁から所定量の圧油がタンクに流れ、ポンプ吐出圧力の過度の圧力上昇を防止できる。
【００１８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記切換弁は、前記油圧ポンプの吐出圧力が開弁方向に作用し、前記最高負荷圧力とバネの付勢力が閉弁方向に作用し、油圧ポンプの吐出圧力と最高負荷圧力との差圧が小さくなるにしたがって開口面積を小さくする弁である。
【００１９】
このような構造により、切換弁は、上記のように、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧が大きいときは制御圧力を最高負荷圧力と等しい圧力とし、当該差圧が小さくなると制御圧力を最高負荷圧力より低い圧力とするように制御する。
【００２０】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、上記油圧回路装置は、前記信号ラインに設置され、前記絞りの前後差圧を一定に制御する圧力補償弁を更に備える。
【００２１】
このように圧力補償弁を設けることにより、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧に係わらずブリード弁を通過するブリード流量を一定に制御することができ、油圧ポンプの吐出流量が無駄にタンクに捨てられることを防止できる。また、信号回路の絞りの通過流量が一定に保たれるので、信号回路からタンクに捨てられる圧油の流量も少なくできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図３により説明する。
【００２３】
図１において、本実施形態の油圧回路装置は、可変容量型の油圧ポンプ１と、この油圧ポンプ１から吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータ２，３を含む複数のアクチュエータ（以下、単にアクチュエータ２，３という）と、油圧ポンプ１からアクチュエータ２，３に供給される圧油の流れを制御する複数のクローズドセンタ型の方向切換弁４，５（図では方向切換弁のメータイン絞り要素４ａ，５ａのみ図示している）と、方向切換弁４，５を駆動操作する複数の操作レバー装置６，７と、油圧ポンプ１の吐出流量の供給路８から分岐し、タンクに至るバイパスライン９と、バイパスライン９に設けられ、方向切換弁４，５の中立時に油圧ポンプ１より吐出される圧油をタンクに還流するブリード弁１０と、油圧ポンプ１の供給路８に接続されたメインリリーフ弁１１とを備えている。
【００２４】
また、操作レバー装置６，７は電気レバーとして構成され、操作レバー装置６，７の操作信号（電気信号）はコントローラ１９に入力され、コントローラ１９は当該操作信号に基づき方向切換弁４，５の弁位置、油圧ポンプ１の吐出流量、ブリード弁１０の弁位置を計算し、それぞれの指令信号をメータイン絞り要素４ａ，５ａの操作部４ｂ，５ｂ、油圧ポンプ１の操作部１ａ及びブリード弁１０の操作部１０ａに出力する。
【００２５】
また、方向切換弁４，５のメータイン絞り要素４ａ，５ａの出口側にはそれぞれ分流弁１２，１３がそれぞれ配置され、ブリード弁１０の下流側にも分流弁１４が配置されている。分流弁１２，１３の出口部はホールドチェッキ弁１５，１６を介してアクチュエータ２，３にそれぞれ接続され、分流弁１４の出口部はタンクへ接続されている。
【００２６】
分流弁１２，１３はポペットタイプの圧力制御弁であり、ポペット１２ａ，１３ａの開弁方向にはメータイン絞り要素４ａ，５ａの出口圧力Ｐb1，Ｐb2が作用し、閉弁方向には複数のアクチュエータ２，３の最高負荷圧力ＰLmが作用し、それらのバランスでメータイン絞り要素４ａ，４ｂの出口圧力Ｐb1，Ｐb2を当該最高負荷圧力ＰLmと同じになるように制御する。
【００２７】
分流弁１４もポペットタイプの圧力制御弁であり、ポペット１４ａの開弁方向にはブリード弁１０の出口圧力Ｐｃが作用し、閉弁方向には複数のアクチュエータ２，３の最高負荷圧力ＰLmに応じた制御圧力Ｐｘが作用し、それらのバランスによりブリード弁１０の出口圧力Ｐｃを当該制御圧力Ｐｘ、通常は最高負荷圧力ＰLmと同じになるように制御する。
【００２８】
分流弁１２，１３のポペット１２ａ，１２ｂの反入口部側には背圧室１２ｂ，１３ｂが設けられ、背圧室１２ｂ，１３ｂには分流弁１２，１３の出口部の圧力Ｐa1，Ｐa2がポペット１２ａ，１３ａに内蔵された逆止弁１２ｃ，１３ｃを介して誘導されている。また、背圧室１２ｂ，１３ｂは信号ライン２０ａ，２０ｂを介して互いに連通し、更に信号ライン２０ｃを介して図示しないメータイン絞り要素の出口側に設けられた分流弁の背圧室に連通している。また、信号ライン２０ａ，２０ｂ，２０ｃは信号ライン２１ａ，２１ｂ及び絞り２２を介してタンクに接続されている。ここで、逆止弁１２ｃ，１３ｃ、背圧室１２ｂ，１３ｂ、信号ライン２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、信号ライン２１ａ，２１ｂ及び絞り２２は、操作レバー装置６、７を操作し複数のアクチュエータ２、３を駆動したときのアクチュエータ２，３の最高負荷圧力ＰLmが誘導される信号回路４０を構成する。また、背圧室１２ｂ，１３ｂに最高負荷圧力ＰLmが誘導されることにより、上記のように最高負荷圧力ＰLmがポペット１２ａ，１３ａの閉弁方向に作用する。
【００２９】
分流弁１４のポペット１４ａの反入口部側にも背圧室１４ｂが設けられ、背圧室１４ｂは信号ライン２１ａ，２１ｂに連通し、この背圧室１４ｂに複数のアクチュエータ２，３の最高負荷圧力ＰLmに応じた制御圧力Ｐｘが誘導され、この制御圧力、通常は最高負荷圧力ＰLmが上記のようにポペット１４ａの閉弁方向に作用する。
【００３０】
そして、信号ライン２１ａには分流弁１４の背圧室１４ｂに誘導される最高負荷圧力ＰLmに応じた制御圧力Ｐｘを生成するための切換弁３０が配置されている。切換弁３０は、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐsと最高負荷圧力ＰLmとの差圧Ｐs−ＰLmの大小に応じて作動する油圧切換弁であり、油圧ポンプ１の吐出圧力がパイロットライン３０ａを介して開弁方向に導かれ、最高負荷圧力ＰLmがパイロットライン３０ｂを介して閉弁方向に導かれ、更にバネ３０ｃの付勢力が閉弁方向に作用し、ポンプ吐出圧力と最高負荷圧力との差圧がバネ３０ｃの設定値より大きいときは図示左側の全開位置Ｉを保ち、当該差圧がバネ３０ｃの設定値以下になると、図示右側の絞り位置IIへと移動する。切換弁３０は、このように開口面積を変化させることにより、当該差圧がバネ３０ｃの設定値より大きいときは制御圧力Ｐｘを最高負荷圧力ＰLmと等しい圧力とし、差圧が小さくなるにしたがって制御圧力Ｐｘを最高負荷圧力ＰLmより低い圧力とする。
【００３１】
図２にメータイン絞り要素４ａ，５ａ及びブリード弁１０の開口面積特性を、図３に切換弁３０の開口面積特性を示す。
【００３２】
図２において、メータイン絞り要素４ａの開口面積Ａａは操作レバー装置６の操作角θがイ）の区間では０（全閉）で、ロ）の区間に入ると操作角θが増大するにしたがって開口面積Ａａが増大するように制御される。メータイン絞り要素５ａも同様である。また、ブリード弁１０の開口面積Ａｂはハ）の区間では一定で、ニ）の区間に入ると操作角θが増大するにしたがって開口面積Ａｂが小さくなり、最後に０（全閉）になるように制御される。
【００３３】
コントローラ１９は、操作レバー装置６，７の操作信号を入力し、操作レバー装置６，７の操作角θから図２に示す開口面積Ａａ，Ａｂが得られるようにメータイン絞り要素４ａ，５ａとブリード弁１０を制御する。
【００３４】
また、コントローラ１９は、開口面積Ａａ，Ａｂと各弁の前後差圧で決まる合計流量が得られるよう油圧ポンプ１を制御する。
【００３５】
図３において、切換弁３０は、油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐsと最高負荷圧力ＰLmとの差圧Ｐs−ＰLmがバネ２０ｃの設定値ΔＰ0より大きいときは全開であり、差圧Ｐs−ＰLmが設定値ΔＰ0より小さくなるにしたがって開口面積Ａｃが小さくなるように作動する。
【００３６】
次に、以上のように構成された本実施形態の動作を説明する。
【００３７】
（１）例えば、アクチュエータ２を単独で駆動するため操作レバー装置６を操作すると、その操作信号（電気信号）がコントローラ１９に入力され、コントローラ１９からメータイン絞り要素４ａの操作部４ｂ、ブリード弁１０の操作部１０ａ及び油圧ポンプ１の操作部１ａに指令信号が送られ、メータイン絞り要素４ａ、ブリード弁１０及び油圧ポンプ１が上記のように制御される。
【００３８】
ここで、今、アクチュエータ２の望ましい移動速度は、操作レバー装置６の操作角θに応じて、図示の如く、メータイン絞り要素４ａの開口面積Ａａを調整すれば得られるものとする。アクチュエータ２の移動速度ｖはメータイン絞り要素４ａを通過する流量、
Ｑａ＝Ｃａ・Ａａ・√（２ｇ／γ）・√（Ｐｓ−Ｐb1）
ここで、Ｃａ：メータイン絞り要素４ａの流量係数
ｇ：重力の加速度
γ：油の比重
で与えられるから、メータイン絞り要素４ａの前後差圧Ｐｓ−Ｐb1がある一定値になるよう構成しておけば、望ましい速度ｖを得るには、Ａａ＝Ｑａ／Ｃａ・√（２ｇ／γ）・√（Ｐｓ−Ｐb1）から得られるＡａを、操作レバー装置６の操作角θに応じてメータイン絞り要素４ａに与えておけばよい。
【００３９】
一方、ブリード弁１０は、中立時に、回路の温度保証及びアクチュエータ２，３の速応性を確保するため、あるスタンバイ流量をタンクへ還流していなければならない。ブリード弁１０を通過する流量は、
Ｑｂ＝Ｃｂ・Ａｂ・√（２ｇ／γ）・√（Ｐｓ−Ｐｃ）
ここで、Ｃｂ：ブリード弁１０の流量係数
で与えられ、先と同様の考えで、Ｑｂを得るためのＡｂを決めることができる。
【００４０】
また、操作レバー装置が非操作で方向切換弁４の中立時（メータイン絞り要素４ａの全閉時）、信号回路４０の圧力は絞り２２を介してタンクに抜け、分流弁１４の背圧室１４ａには最高負荷圧力ＰLmが誘導されないから、ブリード弁１０の前後差圧Ｐｓ−Ｐｃは、
Ｐｓ−Ｐｃ＝Ｐｓ−０＝ΔＰL1（＝Ｐｓ）
となり、この中立時の前後差圧と上記のスタンバイ流量Ｑｂより中立時のＡｂ（図２のハ）の区画の開口面積を決めることができる。
【００４１】
更に、アクチュエータ２を単独操作した時、メータイン絞り要素４ａを通過する流量をアクチュエータ２が直ちに吸収してくれる場合、Ｐb1＝Ｐa1＝ＰLm＝Ｐｃの関係が成立するから、
0003639029.tif 000002
となり、アクチュエータ２の単独操作時もＰｓ−Ｐｃ＝ΔＰL1になるようにすれば、メータイン絞り要素４ａ及びブリード弁１０のそれぞれの開口面積が決まる。
【００４２】
一方、油圧ポンプ１は、これら２つの弁４ａ，１０が要求する流量を吐出すればよいから、ポンプ吐出流量Ｑｓは、
Ｑｓ＝Ｑａ＋Ｑｂ∝Ａａ＋Ａｂ
にすれよい。すなわち、コントローラ１９は、開口面積Ａａ＋Ａｂにより決まる流量Ｑａ＋Ｑｂが得られるよう油圧ポンプ１の吐出流量Ｑｓを制御すればよい。
【００４３】
アクチュエータ３の単独操作におけるメータイン絞り要素５ａについても同様である。
【００４４】
以上によりクローズドセンタ型の方向切換弁４，５を用いてブリード制御を行うことができ、センターバイパス型の方向切換弁によるブリード制御と同等の操作感覚が得られ、良好な操作フィーリングが得られる。
【００４５】
（２）アクチュエータ２，３を同時に駆動する複合操作に際しては、複合操作性を保証するため、分流弁１２，１３が機能する。すなわち、分流弁１２，１３の背圧室１２ｂ，１３ｂにはアクチュエータ２、３の最高負荷圧力ＰLmが誘導されており、分流弁１２，１３のポペット１２ａ，１３ａはＰLm＝Ｐb1，Ｐb2でバランスするから、メータイン絞り要素４ａ，５ａの出口圧力Ｐb1、Ｐb2は最高負荷圧力ＰLmと同じになるように制御される。一方、メータイン絞り要素４ａ，４ｂの入口圧力は同じポンプ吐出圧力Ｐｓである。このため、メータイン絞り要素４ａ，５ａの前後差圧は等しくなり、負荷圧力の低いアクチュエータへ優先的に油圧ポンプ１の圧油が流れることが防止され、複合操作性が保証される。
【００４６】
（３）アクチュエータ２又は３の単独操作又はアクチュエータ２，３の複合操作において、分流弁１４は次のように機能する。
【００４７】
すなわち、例えばアクチュエータ２を単独操作した時、上記のようにメータイン絞り要素４ａを通過する流量をアクチュエータ２が直ちに吸収してくれる場合は、Ｐb1＝Ｐa1＝ＰLm＝Ｐｃの関係が成立するから、分流弁１２，１４の背圧室１２ｂ，１４ｂにはアクチュエータ２の負荷圧力がアクチュエータ２、３の最高負荷圧力ＰLm（＝Ｐｘ）として誘導されており、分流弁１２，１４のポペット１２ａ，１４ａはＰLm＝Ｐb1，Ｐｃでバランスするから、メータイン絞り要素４ａの出口圧力Ｐb1とブリード弁１０の出口圧力Ｐｃは共に最高負荷圧力ＰLmと同じになるように制御される。一方、メータイン絞り要素４ａ及びブリード弁１０の入口圧力は同じポンプ吐出圧力Ｐｓである。このため、メータイン絞り要素４ａとブリード弁１０の前後差圧は等しくなる。アクチュエータ３の単独操作時も同様である。また、アクチュエータ２，３の複合操作時は、同様に、メータイン絞り要素４ａ，４ｂとブリード弁１０の前後差圧は全て等しくなる。このため、ブリード弁１０のブリード制御によりセンターバイパス型の方向切換弁によるブリード制御と同等の操作感覚が得られるとともに、負荷圧力に依存しないメータイン絞り要素４ａのメータリング特性が得られる。
【００４８】
すなわち、アクチュエータ２を単独操作した時、上記のようにメータイン絞り要素４ａとブリード弁１０の前後差圧は同じになるのであるから、油圧ポンプ１の吐出流量は、メータイン絞り要素４ａとブリード弁１０の開口面積比に応じてアクチュエータ２への流入流量とタンクへのブリード流量とに分配される。この関係はアクチュエータ２の負荷圧力に係わらず常に成り立つ。このため、操作レバー装置６の操作角θが図２に示すロ）の区画に入り、メータイン絞り要素４ａの開口面積が０以上になれば、その時点で必ずアクチュエータ２には上記開口面積比に応じた分の流量が供給される。したがって、開口面積比に応じて操作レバー装置６の操作角θに応じたアクチュエータ２への流入流量が負荷圧力に関係なく得られ、負荷圧力に依存しないメータイン絞り要素４ａのメータリング特性が得られる。このため、操作レバー装置６の不感帯は負荷圧力が高くなっても常に図２に示すイ）の区間で一定であり、操作レバー装置６のメータイン流量を制御できる有効ストローク範囲（有効操作角範囲）は一定となり、優れた操作性が得られる。
【００４９】
（４）以上の如く、基本的には、分流弁１２，１３、ブリード弁１０、分流弁１４と信号回路４０に絞り２２を設けると、複合操作性が確保でき、ブリード制御の操作感覚が得られかつメータイン絞り要素のメータリング特性が負荷圧力に影響されなくなるが、このままでは次のような不具合が発生する恐れがある。
【００５０】
例えばアクチュエータ２の起動時、図２において、操作レバー装置６の操作角θがイ）の区間にあるときは負荷圧力が検出されないので、ブリード弁１０の前後差圧は上記のようにΔＰL1に保たれる。この間で、Ｉ）のようにスタンバイ流量ＩＩ）を下廻る区間があっても、ΔＰL1が若干大きくなるだけで、特に問題は無い。
【００５１】
操作レバー装置６の操作角θがロ）の区間に入り、メータイン絞り要素４ａが開き、ポンプ吐出圧力がメータイン絞り要素４ａの出口側へ伝えられ、この圧力でホールドチェッキ弁１５を開弁できないか、開弁できても、アクチュエータ２の慣性負荷が大きく油圧ポンプ１から供給される開口面積Ａａに応じた流量Ｑａをアクチュエータ２が吸収できない場合、メータイン絞り要素４ａを通過する圧油の流れが生じないので、メータイン絞り要素４ａの前後差圧はΔＰL1に達しない。この場合、もし分流弁１４の背圧室１４ｂに最高負荷圧力をそのまま誘導したとすると、ブリード弁１０の前後差圧もΔＰL1に達せず、ブリード弁１０においてΔＰL1の前後差圧で通過させることを想定した上記Ｑｂの流量そのものも処理できなくなり、ブリード弁１０を通過できない余剰流量はリリーフ弁１１で処理せざるを得なくなる。すなわち、油圧ポンプ１の吐出圧力がリリーフ圧に達する。
【００５２】
このように操作レバー装置６の操作角θがイ）からロ）の区間へ移行したとたんに油圧ポンプ１の吐出圧力がリリーフ圧に達することは、ショックが大きく、操作性を損なうことになる。過度の圧力上昇によりエネルギ損失を発生する。
【００５３】
本実施形態では、このショックを極力さけるため、切換弁３０を設けている。この切換弁３０の機能は次のようである。
【００５４】
切換弁３０は、図３に示す如く、その開口面積Ａｃをポンプ吐出圧力Ｐｓと吐最高負荷圧力ＰLmの差圧Ｐｓ−ＰLmの大小に応じて変化させ、差圧Ｐｓ−ＰLmが小さくなると開口面積Ａｃが小さくなり、切換弁３０と絞り２２との間の信号ライン２１ａ，２１ｂに、制御圧力Ｐｘとして、開口面積Ａｃに応じた最高負荷圧力ＰLmとタンク圧（０）との間の中間圧を発生させる。この中間圧は開口面積Ａｃが小さくなるにしたがって低くなる。そして、分流弁１４の背圧室１４ｂにはその中間圧が誘導され、ブリード弁１０の出口圧力Ｐｃもその中間圧となり（Ｐｘ＝Ｐｃ＝中間圧）、ブリード弁１０の前後差圧が大きくなる。このため、アクチュエータ２の起動時、メータイン絞り要素４ａの前後差圧が小さくても、ブリード弁１０の前後差圧は所定量が確保され、ブリード流量を所定の値で処理できることになる。したがって、油圧ポンプ１の吐出圧力がリリーフ圧まで上昇せず、ショックを生じることなく滑らかにアクチュエータ２を駆動することができる。また、エネルギ損失の発生も抑えられる。
【００５５】
以上のように本実施形態によれば、分流弁１２，１３、ブリード弁１０、分流弁１４を設け、かつ信号回路４０に絞り２２と切換弁３０を設けたので、クローズドセンタ型の方向切換弁４，５を用いてブリード制御が行えるとともに、複合操作性が確保でき、更に負荷圧力に影響されないメータイン絞り要素４ａ，５ａのメータリング特性が得られる。また、慣性負荷の起動時にポンプ吐出圧力がリリーフ圧まで上昇せず、エネルギ損失を低減できると共に、慣性負荷の滑らかな駆動が可能となる。
【００５６】
本発明の第２の実施形態を図４〜図６により説明する。図中、図１に示すものと同等の部材には同じ符号を付している。
【００５７】
図４において、本実施形態の油圧回路装置では、信号回路４０Ａの信号ライン２１ｂに絞り２２の前後差圧を一定に保つ圧力補償弁５０が配置されており、この圧力補償弁５０により絞り２２の通過流量ｑｃを一定に保ち、切換弁３０を通過する圧油の流量を一定に保つ構成となっている。
【００５８】
図５は、図３に示す油圧ポンプ１の吐出圧力Ｐｓとアクチュエータ２，３の最大負荷圧力ＰLmとの差圧Ｐｓ−ＰLmと切換弁３０の開口面積Ａｃとの関係に、切換弁３０の前後差圧（最高負荷圧力ＰLmと切換弁３０により生成される制御圧力Ｐｘ（＝Ｐｃ）との差圧）ＰLm−Ｐｘの変化を重ね合わせたものである。
【００５９】
図５に示す如く、切換弁３０は差圧Ｐｓ−ＰLmが小さくなるにしたがって開口面積Ａｃが小さくなる。また、切換弁３０を通過する流量ｑｃは圧力補償弁５０の働きにより一定に保たれているから、切換弁３０の前後差圧ＰLm−Ｐｘは図示の如く変化し、差圧Ｐｓ−ＰLmが小では差圧ＰLm−Ｐｘが大、差圧Ｐｓ−ＰLmが大では差圧ＰLm−Ｐｘが小となる。このことは、差圧Ｐｓ−ＰLmと差圧ＰLm−Ｐｘの和を考えた場合、その和は大きく変動しないということであり、絞り２２を適宜の大きさに設定することにより差圧Ｐｓ−ＰLmと差圧ＰLm−Ｐｘの和をほぼ一定にすることができる。例えば、図５において、差圧Ｐｓ−ＰLmがＰ１のときの差圧ＰLm−ＰｘをＰ４とし、差圧Ｐｓ−ＰLmがＰ２のときの差圧ＰLm−ＰｘをＰ５とし、差圧Ｐｓ−ＰLmがＰ３のときの差圧ＰLm−ＰｘをＰ６とすると、Ｐ１＋Ｐ４＝Ｐ２＋Ｐ５＝Ｐ３＋Ｐ６＝一定とできる。
【００６０】
一方、差圧Ｐｓ−ＰLmと差圧ＰLm−Ｐｘの和は、算術的に、（Ｐｓ−ＰLm）＋（ＰLm−Ｐｘ）＝Ｐｓ−Ｐｘであり、Ｐｓ−Ｐｘが一定なると、分流弁１４の作用によりブリード弁１０の前後差圧Ｐｓ−Ｐｃが一定になる。
【００６１】
このように、圧力補償弁５０を設け、切換弁３０の通過流量ｑｃを一定に保つことにより、ブリード弁１０の前後差圧Ｐｓ−Ｐｃが差圧Ｐｓ−ＰLmに係わらず一定となり、第１の実施例と同様、例えばアクチュエータ２の起動時、メータイン絞り要素４ａの前後差圧が小さくても、ブリード弁１０による所定のブリード流量を確保できるとともに、そのブリード流量を一定に制御することができるので、油圧ポンプの吐出流量が無駄にタンクに捨てられることを防止できる。
【００６２】
また、圧力補償弁５０により絞り２２の通過流量ｑｃが一定に保たれるので、アクチュエータ２かつ／又は３の負荷圧力が増大し、最高負荷圧力ＰLmが大きくなっても、信号ライン２１ａ，２１ｂ、絞り２２を介してタンクに捨てられる圧油の流量を少なくでき、一層のエネルギ損失の低減が可能となる。
【００６３】
図６に圧力補償弁５０の具体的構成を示す。本例は、絞り２２と圧力補償弁５０を分流弁１４のポペット１４ａの内部に組み込み、分流弁１４と一体化した例である。図６において、ポペット１４ａ内に背圧室１４ｂ側が開放したケース６０がネジ締結され、ケース６０の内部に反背圧室１４ｂ側が開放したピストン弁体６１が配置され、ケース６０とピストン弁体６１との間の内部室６２内にバネ６３が配置されている。また、ピストン弁体６１の端面には絞り２２となる小孔が形成され、背圧室１４ｂはこの小孔（絞り２２）を介して内部室６２に連通している。更に、ケース６０の側壁には小孔６４が形成され、ポペット１４ａの側壁にも小孔６５が形成され、内部室６２はこの小孔６４，６５を介してタンクに連通している。そして、小孔６４の開口面積はピストン弁体６１の移動により可変となっている。すなわち、図４に示す信号ライン２１ｂはポペット１４ａ内において内部通路として構成されている。
【００６４】
今、小孔（絞り２２）の前後差圧が増大すると、ピストン弁体６１がケース６０内を図示左方に移動し、小孔６４の開口面積を小さくし、小孔（絞り２２）の前後差圧を小さくするように作動する。一方、小孔（絞り２２）の前後差圧が減少すると、ピストン弁体６１がケース６０内を図示右方に移動し、小孔６４の開口面積を大きくし、小孔（絞り２２）の前後差圧を大きくするように作動する。すなわち、小孔（絞り２２）の前後差圧は一定に保たれ、圧力補償弁５０の機能が得られる。
【００６５】
このように圧力補償弁５０を設けても、分流弁１４と一体化することによりコンパクトな構造を実現することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように構成した本発明によれば、次の効果が得られる。
【００６７】
（１）クローズドセンタ型の方向切換弁を用いてブリード制御を行え、操作性が向上する。
【００６８】
（２）複合操作性が確保される。
【００６９】
（３）負荷圧力に依存しないメータイン絞り要素のメータリング特性が得られ、操作性が向上する。
【００７０】
（４）大きな慣性体を有するアクチュエータを駆動する時にも、起動時の過度の圧力上昇を防止し、エネルギ損失を低減しかつ起動時のショックを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による建設機械の油圧回路装置を示す図である。
【図２】図１に示すメータイン絞り要素とブリード弁の開口面積特性を示す図である。
【図３】図１に示す切換弁の開口面積特性を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による建設機械の油圧回路装置を示す図である。
【図５】図４に示す切換弁の動作特性を示す図である。
【図６】図４に示す圧力補償弁の具体的構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  油圧ポンプ
２，３  アクチュエータ
４，５  方向切換弁
４ａ，５ａ  メータイン絞り要素
６，７  操作レバー装置
１０  ブリード弁
１２，１３，１４  分流弁
１９  コントローラ
２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ  信号ライン
２２  絞り
３０  切換弁
３０ａ，３０ｂ  パイロットライン
３０ｃ  バネ
４０  信号回路
５０  圧力補償弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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