建設機械の油圧制御装置
【課題】建設機械に装設した作業機の応答性を選択可能とするとともに各作業の応答性を更に調整可能とし、緩やかな動きが求められる掘削作業と機敏な動きが求められる土羽打ち等の作業とを選択的に実行できる建設機械の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】建設機械の油圧制御装置において、ショックレス弁と制御弁のパイロット操作部との間のパイロット二次圧油路にそれぞれ設けたバイパス油路と、各バイパス油路における制御弁のパイロット操作部側とパイロット二次圧油路との連結部にそれぞれ設けられ、各パイロット二次圧油路を前記バイパス油路にそれぞれ切換える電磁弁と、各バイパス油路間のパイロット二次圧油路に設けられ、パイロット二次圧油路を排油路にそれぞれ切換える方向制御弁と、電磁弁を外部信号により、切換える制御手段とを備えた。
【解決手段】建設機械の油圧制御装置において、ショックレス弁と制御弁のパイロット操作部との間のパイロット二次圧油路にそれぞれ設けたバイパス油路と、各バイパス油路における制御弁のパイロット操作部側とパイロット二次圧油路との連結部にそれぞれ設けられ、各パイロット二次圧油路を前記バイパス油路にそれぞれ切換える電磁弁と、各バイパス油路間のパイロット二次圧油路に設けられ、パイロット二次圧油路を排油路にそれぞれ切換える方向制御弁と、電磁弁を外部信号により、切換える制御手段とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機を装設した建設機械の油圧制御装置に係り、更に詳しくは、建設機械に装設した作業機の応答性を変更可能とし、掘削作業のような滑らかかつ緩やかな動きと、土羽打ち作業のような機敏な動きのいずれにも対応可能とする建設機械の油圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械においては、例えば、掘削バケットを有する多関節構造の作業機（フロント）を滑らかかつ緩やかに動作可能とする油圧回路が望まれている。作業機を滑らかかつ緩やかに動作させるためには、操作レバーによって操作されるパイロット操作弁からのパイロット圧油を制御弁のパイロット操作部に供給するパイロット回路に、ショックレス弁を設ける場合がある。この結果、操作レバーを急に動作させた場合や、急に停止させた場合であっても、作業機は滑らかに作動、又は停止するので、建設機械の本体に与える衝撃が軽減し、建設機械の運転室内における操作者の乗り心地は良好となる。
【０００３】
しかし、上述したように、パイロット回路にショックレス弁を設けた場合、作業機の先端に設けた掘削バケットによる通常の掘削作業時には、作業機が滑らかかつ緩やかに動作するが、掘削バケットの背面で地面を突き固める作業（土羽打ち作業）や、スケルトン形式のバケットによってバケット内の土砂を篩い分けする篩作業等の機敏性を必要とする作業においては、操作レバーの入力に対して、作業機の応答が遅れるため、操作者の意図する作業を行うことが難しく、良好な作業効率が望めないということが指摘されていた。
【０００４】
この点を改善するために、制御弁の一方側のパイロット操作部にパイロット圧油を供給した場合に、制御弁の他方側のパイロット操作部に作用しているパイロット圧油を素早く作動油タンクに戻すことにより、作業機を機敏に作動させ、その応答性を向上させているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−３４３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
油圧ショベル等の建設機械においては、特に建設機械の容量、及び建設機械の稼動時間が土木事業の計画性、生産性に関連するので、一般に、建設機械の使用者の多くは、建設機械が、連続して長時間稼働できることと共に、多種多様な作業をこなせることを望む。
【０００７】
例えば、掘削作業のように、建設機械に装設した掘削バケットを有する多関節構造の作業機（フロント）を緩やかに動かすような作業や、土羽打ち、篩作業等のように、作業機を機敏に作動させるような作業が、一つの建設機械によって、共に効率良く実行できることが望まれている。
【０００８】
そこで、通常の掘削作業のように作業機を緩やかに作動させる作業と、土羽打ち、篩作業等のような作業機を機敏に作動させる作業のいずれかに合致した作業機の応答性を選択可能とし、各作業の応答性を更に調整可能とすれば、建設機械による土木事業の計画性、生産性が更に向上する。
【０００９】
しかしながら、現段階において、上記観点からの油圧回路の改善施工の例は、多くなされていない。
【００１０】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的とするところは、建設機械に装設した作業機の応答性を選択可能とするとともに各作業の応答性を更に調整可能とし、緩やかな動きが求められる掘削作業と機敏な動きが求められる土羽打ち等の作業とを選択的に実行できる建設機械の油圧制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、建設機械の作業機を駆動操作するシリンダと、前記シリンダに圧油を供給する主油圧ポンプと、前記主油圧ポンプからの圧油を前記シリンダに切換え供給する制御弁と、前記制御弁を切換え操作する操作レバーと、前記操作レバーにより操作されるパイロット弁と、前記パイロット弁にパイロット一次圧油を供給する補助油圧ポンプと、前記パイロット弁からのパイロット二次圧油を前記制御弁のパイロット操作部にそれぞれ供給するパイロット二次圧油路と、前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたショックレス弁とを備えた建設機械の油圧制御装置において、前記ショックレス弁と前記制御弁のパイロット操作部との間の前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたバイパス油路と、前記各バイパス油路における前記制御弁のパイロット操作部側と前記パイロット二次圧油路との連結部にそれぞれ設けられ、前記各パイロット二次圧油路を前記バイパス油路にそれぞれ切換える電磁弁と、前記各バイパス油路間の前記パイロット二次圧油路に設けられ、前記パイロット二次圧油路を排油路にそれぞれ切換える方向制御弁と、前記電磁弁を外部信号により、切換える制御手段とを備えたものとする。
【００１２】
（２）上記（１）において。好ましくは、前記電磁弁は、３ポート２位置形の電磁弁であり、前記方向制御弁は、パイロット操作形で、３ポート２位置形の方向制御弁であるものとする。
【００１３】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記制御手段は、作業機を緩やかに制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路を前記バイパス油路に連結するような切換え信号を出力し、作業機を機敏に制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路と前記バイパス油路との連結を閉じ、前記パイロット二次圧油路を連通状態とするような切換え信号を出力するとともに、前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号を出力するものとする。
【００１４】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記制御手段は、前記パイロット二次圧油路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記パイロット二次圧油路に対する前記主油圧ポンプ流量の特性信号を記憶した記憶部とを備え、前記圧力検出手段から入力された検出値から、前記記憶部に記憶された前記主油圧ポンプ流量を算出し、この算出値を前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号として出力するものとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、建設機械に装設した作業機の応答性を選択可能とし、各作業における応答性を更に調整することができるので、緩やかな動きが求められる掘削作業と土羽打ち等の機敏な作業とを選択的に実行でき、建設機械の機能性が向上する。この結果、建設機械による土木事業の計画性、生産性が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図３】図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成する制御装置の構成を示す図である。
【図４】図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の通常動作を説明する説明図である。
【図６】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の機敏動作を説明する説明図である。
【図７】本発明の建設機械の油圧制御装置の他の形態に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の建設機械の油圧制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図４は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す側面図、図２は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を示す構成図、図３は図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成する制御装置の構成を示す図、図４は図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。
【００１８】
図１において、建設機械の作業機１は、建設機械の本体２の前部に装着されている。作業機１は、建設機械の本体２の前部に俯仰動可能に設けたブーム３と、ブーム３の先端に回動可能に設けたアーム４と、アーム４の先端に回動可能に設けた掘削バケット５とを備えている。ブーム３、アーム４及び掘削バケット５は、ブームシリンダ６、アームシリンダ７及びバケットシリンダ８によりそれぞれ操作される。
【００１９】
図２に示す実施の形態においては、ブーム３を操作するブームシリンダ６の油圧制御装置９のみを示してある。油圧制御装置９は、油圧源装置として可変容量形の主油圧ポンプ１０と、パイロット圧油を供給する補助油圧ポンプ１１と、作動油タンク１２とを備えている。可変容量形の主油圧ポンプ１０は、吐出量を調整するための斜板角調整器１３を備えている。
【００２０】
主油圧ポンプ１０とブームシリンダ６とを連結する油圧回路には、センタバイパス形の制御弁１４が設けられている。制御弁１４は、そのパイロット操作部１４ａへのパイロット圧油の供給により、中立位置イからロ位置に切換えられて、主油圧ポンプ１０からの圧油をブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａに供給するとともに、ブームシリンダ６の基部側の油室６Ｂ内の圧油を作動油タンク１２に排出して、ブームシリンダ６のピストンロッドを縮小操作する。また、そのパイロット操作部１４ｂへのパイロット圧油の供給により、中立位置イからハ位置に切り換えられて、主油圧ポンプ１０からの圧油をブームシリンダ６の基部側の油室６Ｂに供給するとともに、ブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａ内の圧油を作動油タンク１２に排出して、ブームシリンダ６のピストンロッドを伸長操作する。
【００２１】
制御弁１４は、操作レバー１５の傾動によって切換え操作される。操作レバー１５には、パイロット弁１５Ａとパイロット弁１５Ｂとが設けられている。パイロット弁１５Ａは、操作レバー１５の矢印Ａ方向の傾動操作により、補助油圧ポンプ１１、パイロット一次側油路１６を通して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路１７を通して制御弁１４のパイロット操作部１４ａに供給する。また、パイロット弁１５Ｂは、操作レバー１５の矢印Ｂ方向の傾動操作により、補助油圧ポンプ１１、パイロット一次側油路１６を通して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路１８を通して制御弁１４のパイロット操作部１４ｂに供給する。
【００２２】
パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７には、逆止弁１９ａと、この逆止弁１９ａに並設された絞り１９ｂと、この絞り１９ｂに直列して設けた切換弁１９ｃとからなるショックレス弁１９が設けられている。また、パイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８にも同様に、逆止弁２０ａと、この逆止弁２０ａに並設された絞り２０ｂと、この絞り２０ｂに直列して設けた切換弁２０ｃとからなるショックレス弁２０が設けられている。
【００２３】
また、ショックレス弁１９と制御弁１４のパイロット操作部１４ａとの間には、バイパス油路２１が設けられている。同様に、ショックレス弁２０と制御弁１４のパイロット操作部１４ｂとの間には、バイパス油路２２が設けられている。
【００２４】
更に、バイパス油路２１と並列するパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７には、パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７を作動油タンク１２に接続する排油路２３が、また、バイパス油路２２と並列する及びパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８には、パイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８を作動油タンク１２に接続する排油路２４がそれぞれ設けられている。
【００２５】
排油路２３と、バイパス油路２１と並列するパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７には、パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７をショックレス弁１９側のパイロット二次側油路１７、又は排油路２３に切換えるためのパイロット操作形の３ポート２位置の方向切換弁２５が設けられている。また、排油路２４と、バイパス油路２２と並列するパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８とには、パイロット弁１５ｂ側のパイロット二次側油路１８をショックレス弁２０側のパイロット二次側油路１８、又は排油路２４に切換えるためのパイロット操作形の３ポート２位置の方向切換弁２６が設けられている。
【００２６】
方向切換弁２５及び方向切換弁２６は、常時、ばねによってパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７を排油路２３に、またパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８を排油路２４にそれぞれ接続するように、位置している。
【００２７】
バイパス油路２１におけるパイロット弁１５Ａ側とパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７との連結部には、制御弁１４のパイロット操作部１４ａ側のパイロット二次側油路１７を、パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７又はバイパス油路２１に切換える電磁操作形の３ポート２位置の電磁弁２７が設けられている。また、バイパス油路２２におけるパイロット弁１５Ｂ側とパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８との連結部には、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ側のパイロット二次側油路１８を、パイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８又はバイパス油路２２に切換える電磁操作形の３ポート２位置の電磁弁２８が設けられている。
【００２８】
電磁弁２７及び電磁弁２８は、常時、ばねによって制御弁１４のパイロット操作部１４ａ側のパイロット二次側油路１７とバイパス油路２１とを連通状態に、また制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ側のパイロット二次側油路１８とバイパス油路２２とを連通状態にそれぞれ接続するように、位置している。
【００２９】
パイロット弁１５Ａ，１５Ｂ側のパイロット二次側油路１７，１８には、パイロット操作圧を検出する圧力センサ２９，３０がそれぞれ設けられている。圧力センサ２９，３０は、検出したパイロット操作圧を制御手段３１に出力するように、制御手段３１に接続されている。制御手段３１には、作業機を通常の掘削作業等の緩やかな作業、又は土羽打ち等の機敏な作業として実行するように選択するための作業選択スイッチ３２が接続されている。作業選択スイッチ３２は、実線で示す位置では、通常の掘削作業等の緩やかな作業を選択する指令を制御手段３１に出力し、２点鎖線示す位置では、土羽打ち等の機敏な作業を選択する指令を制御手段３１に出力する。また、上記作業選択スイッチ３２において、機敏な作業が選択された場合には、さらに、各種応答性の選択が可能となる調整器３３が制御手段３１に接続されている。
【００３０】
制御手段３１は、コンピュータで構成され、演算を行う演算部３１ａと、記憶部として各種処理（プログラム）を保存する読み込み専用のメモリ（ＲＯＭ）３１ｂと、演算結果等を保存するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３１ｃと、センサ入力や通信を行う入力インターフェース３１ｄと、演算部３１ａの演算結果に基づいて電磁弁２７，電磁弁２８へのオン、オフ信号、及び主油圧ポンプ１０の斜板角調整器１３への操作信号を出力する出力インターフェース３１ｅとを有している。
【００３１】
制御手段３１のＲＯＭ３１ｂは、図４に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性Ａ，Ｂを記憶している。特性Ａは、前述した通常の掘削作業等の緩やかな作業が選択された場合におけるパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性を示し、特性Ｂは、前述した土羽打ち等の機敏な作業を選択された場合におけるパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性を示している。
【００３２】
次に、上述した本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の動作を図２乃至図７を用いて説明する。図５は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の通常動作を説明する説明図、図６は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の機敏動作を説明する説明図、図７は本発明の建設機械の油圧制御装置に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す他の特性図である。なお、図５乃至図７において、図１乃至図４に示す符合と同符号のものは同一又は相当する部材であるのでその部分の説明を省略する。
【００３３】
作業機１に通常の掘削作業等のような緩やかな作業を実行させる場合、図５に示すように、まず、作業選択スイッチ３２を実線で示す位置に操作する。これにより、作業選択スイッチ３２からは、通常の掘削作業等のような緩やかな作業を実行させるための信号が、制御手段３１に出力される。制御手段３１は、上記の信号の入力により、電磁弁２７，電磁弁２８への励磁信号を遮断し、電磁弁２７，電磁弁２８の駆動を防止する。これにより、電磁弁２７は図２に示すパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７とバイパス油路２１との連通状態を保持する。同様に、電磁弁２８はパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８とバイパス油路２２との連通状態を保持する。
【００３４】
また、制御手段３１は、上記の作業選択スイッチ３２の操作指令に基づいて、ＲＯＭ３１ｂ内に記憶されている、図４に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性Ａを選択する。
【００３５】
この状態において、例えば、操作レバー１５を矢印Ａ方向に傾動すると、図５の矢印に示すように、補助油圧ポンプ１１からのパイロット圧油がパイロット弁１５Ａ、ショックレス弁１９の逆止弁１９ａ、バイパス油路２１、電磁弁２７及びパイロット二次側油路１７を通して、制御弁１４のパイロット操作部１４ａに供給される。一方、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂは、パイロット二次側油路１８、電磁弁２８、バイパス油路２２、ショックレス弁２０の絞り弁２０ｂ、パイロット弁１５Ｂを通して作動油タンク１２に連通するので、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂの戻りパイロット圧油は、ショックレス弁２０の絞り弁２０ｂにより、絞られる。
【００３６】
これにより、制御弁１４は中立位置イからロ位置への切換えが緩やかに行われるので、主油圧ポンプ１０からの圧油は、ブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａに緩やかに流入する。この結果、ブームシリンダ６のピストンロッドは、緩やかに、且つ滑らかに縮小する。また、操作レバー１５を矢印Ｂ方向に傾動させれば、上述した動作とは逆に、ブームシリンダ６のピストンロッドは、緩やかに、且つ滑らかに伸長する。
【００３７】
なお、上述の通常の掘削作業等のような緩やかな作業の際、制御手段３１は、圧力センサ２９又は３０からのパイロット圧検出信号と図４に示す特性Ａとに基づいて、パイロット圧に対応したポンプ流量が得られるように、主油圧ポンプ１０の斜板角調整器１３を操作制御するので、その緩やかな作業の応答性が向上する。つまり、パイロット圧Ｐの上昇に対して、ポンプ流量Ｌを緩やかに上昇させているため、作業機の応答性も緩やかな上昇が図れる。
【００３８】
次に、作業機１に土羽打ち等の機敏な作業を実行させる場合、図６に示すように、まず、作業選択スイッチ３２を２点鎖線で示す位置に操作する。これにより、作業選択スイッチ３２からは、土羽打ち等の機敏な作業を実行させるための信号が、制御手段３１に出力される。制御手段３１は、上記の信号の入力により、電磁弁２７，電磁弁２８に励磁信号を出力し、電磁弁２７，電磁弁２８を駆動する。これにより、電磁弁２７は図５に示すパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７とバイパス油路２１とが連通している状態から、図６に示すパイロット二次側油路１７の制御弁１４のパイロット操作部１４ａ側とパイロット弁１５Ａ側が連通する状態に切換える。同様に、電磁弁２８はパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８とバイパス油路２２とが連通している状態から、パイロット二次側油路１８の制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ側とパイロット弁１５Ｂ側が連通する状態に切換える。
【００３９】
また、制御手段３１は、上記の作業選択スイッチ３２の操作指令に基づいて、ＲＯＭ３１ｂ内に記憶されている、図４に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性Ｂを選択する。
【００４０】
この状態において、例えば、操作レバー１５を矢印Ａ方向に傾動すると、図６の矢印に示すように、補助油圧ポンプ１１からのパイロット圧油がパイロット弁１５Ａ、ショックレス弁１９の逆止弁１９ａ、方向切換弁２５、電磁弁２７、及びパイロット二次側油路１７を通して、制御弁１４のパイロット操作部１４ａに供給される。
【００４１】
この際、方向切換弁２５は、ショックレス弁１９からのパイロット圧油により、ばねに抗してパイロット二次側油路１７を連通する位置（図２の上側の位置）に切換えられ、また、方向切換弁２６は、パイロット圧油が低圧となるので、ばねによりパイロット二次側油路１８を排油路２４に連通する位置（図２の下側の位置）に切換えられる。
【００４２】
これにより、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ内の背圧が低下するので、制御弁１４は中立位置イからロ位置への切換えが速やかに行われる。この結果、主油圧ポンプ１０からの圧油は、ブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａに速やかに流入するので、ブームシリンダ６のピストンロッドは、素早く縮小する。また、操作レバー１５を矢印Ｂ方向に傾動させれば、上述した動作とは逆に、ブームシリンダ６のピストンロッドは、素早く伸長する。
【００４３】
なお、上述の機敏な作業の際、制御手段３１は、圧力センサ２９又は３０からのパイロット圧検出信号と図４に示す特性Ｂとに基づいて、パイロット圧に対応したポンプ流量が得られるように、主油圧ポンプ１０の斜板角調整器１３を操作制御するので、ブームシリンダ６の伸縮動作を早くすることができ、その機敏な作業の応答性が向上する。つまり、パイロット圧Ｐの上昇に対して、ポンプ流量Ｌを急峻に上昇させているため、作業機の応答性が向上し、より機敏な動作が可能となる。
【００４４】
上述した本発明の実施の形態によれば、作業機の緩やかな動きが求められる通常の掘削作業と、作業機の機敏な応答が求められる土羽打ち等の作業とを、応答性を向上させた状態で選択することができるので、建設機械の機能性が更に向上する。その結果、建設機械による土木事業の計画性、生産性が更に向上する。
【００４５】
また、作業機の応答性を優先させる場合に、制御弁のパイロット操作部の一方側を作動油タンク側に常に開放させているので、制御弁のスプールが機敏に動作する。
【００４６】
更に、主油圧ポンプのポンプ流量を上述した作業に対応して制御可能にしたので、油圧回路だけでは限界があった応答性を更に向上させることができる。
【００４７】
なお、上述の実施の形態においては、ブームシリンダに適用した例を示したが、アームシリンダ７及びバケットシリンダ８にも、適用することができる。
【００４８】
次に、本発明の建設機械の油圧制御装置の他の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は、本発明の建設機械の油圧制御装置の他の形態に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の一実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態は、上述した機敏な作業が選択された場合に、パイロット圧Ｐとポンプ流量Ｌの特性を変更可能とする調整器３３を設け、作業機の応答性を操作者の感覚に適合させ得るように構成したものである。
【００５０】
具体的には、制御手段３１のＲＯＭ３１ｂに、上述した特性Ａ，Ｂの他に図７に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性ａ〜ｌが記憶されている。図７（ａ）に示す特性は、いわゆる操作レバーと作業機とのタイムラグ特性に相当するものである。ポンプ流量Ｐが上昇開始するパイロット圧Ｐの値を可変設定とすることにより、操作レバーの操作量に対する作業機の応答性の上昇開始点を調整可能としている。この結果、操作者個々の操作感覚に作業器の応答性を適合させ得る。また、図７（ｂ）に示す特性は、いわゆる操作レバーと作業機との応答性のゲイン特性に相当するものである。ポンプ流量Ｐのパイロット圧Ｐに対する上昇勾配を可変設定とすることにより、操作レバーの操作量に対する作業機の応答性の上昇感度を調整可能としている。この結果、操作者個々の操作感覚に作業器の応答性を適合させ得る。これらの特性の選択は、上述した機敏な作業のモードが選択された後、調整器３３の操作により選択されるものである。
【００５１】
この実施の形態によれば、上述した実施の形態と同様に、作業機の機敏な応答が求められる土羽打ち等の作業を、より応答性を向上させた状態で選択することができるので、建設機械の機能性が更に向上する。
【００５２】
また、操作者それぞれの感覚に適合した作業機の応答性が選択できるので、土羽打ち等の機敏な作業に対しても、操作者の負担の軽減が可能となり、生産性が向上する。
【符号の説明】
【００５３】
１ 作業機
２ 建設機械本体
３ ブーム
４ アーム
５ 掘削バケット
６ ブームシリンダ
７ アームシリンダ
８ バケットシリンダ
９ 油圧制御装置
１０ 主油圧ポンプ
１１ 補助油圧ポンプ
１２ 作動油タンク
１３ 斜板角調整器
１４ 制御弁
１５ 操作レバー
１６ パイロット一次側油路
１７，１８ パイロット二次側油路
１９，２０ ショックレス弁
２１，２２ バイパス油路
２３，２４ 排油路
２５，２６ 方向切替弁
２７，２８ 電磁弁
２９，３０ 圧力センサ
３１ 制御手段
３２ 作業選択スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機を装設した建設機械の油圧制御装置に係り、更に詳しくは、建設機械に装設した作業機の応答性を変更可能とし、掘削作業のような滑らかかつ緩やかな動きと、土羽打ち作業のような機敏な動きのいずれにも対応可能とする建設機械の油圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械においては、例えば、掘削バケットを有する多関節構造の作業機（フロント）を滑らかかつ緩やかに動作可能とする油圧回路が望まれている。作業機を滑らかかつ緩やかに動作させるためには、操作レバーによって操作されるパイロット操作弁からのパイロット圧油を制御弁のパイロット操作部に供給するパイロット回路に、ショックレス弁を設ける場合がある。この結果、操作レバーを急に動作させた場合や、急に停止させた場合であっても、作業機は滑らかに作動、又は停止するので、建設機械の本体に与える衝撃が軽減し、建設機械の運転室内における操作者の乗り心地は良好となる。
【０００３】
しかし、上述したように、パイロット回路にショックレス弁を設けた場合、作業機の先端に設けた掘削バケットによる通常の掘削作業時には、作業機が滑らかかつ緩やかに動作するが、掘削バケットの背面で地面を突き固める作業（土羽打ち作業）や、スケルトン形式のバケットによってバケット内の土砂を篩い分けする篩作業等の機敏性を必要とする作業においては、操作レバーの入力に対して、作業機の応答が遅れるため、操作者の意図する作業を行うことが難しく、良好な作業効率が望めないということが指摘されていた。
【０００４】
この点を改善するために、制御弁の一方側のパイロット操作部にパイロット圧油を供給した場合に、制御弁の他方側のパイロット操作部に作用しているパイロット圧油を素早く作動油タンクに戻すことにより、作業機を機敏に作動させ、その応答性を向上させているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−３４３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
油圧ショベル等の建設機械においては、特に建設機械の容量、及び建設機械の稼動時間が土木事業の計画性、生産性に関連するので、一般に、建設機械の使用者の多くは、建設機械が、連続して長時間稼働できることと共に、多種多様な作業をこなせることを望む。
【０００７】
例えば、掘削作業のように、建設機械に装設した掘削バケットを有する多関節構造の作業機（フロント）を緩やかに動かすような作業や、土羽打ち、篩作業等のように、作業機を機敏に作動させるような作業が、一つの建設機械によって、共に効率良く実行できることが望まれている。
【０００８】
そこで、通常の掘削作業のように作業機を緩やかに作動させる作業と、土羽打ち、篩作業等のような作業機を機敏に作動させる作業のいずれかに合致した作業機の応答性を選択可能とし、各作業の応答性を更に調整可能とすれば、建設機械による土木事業の計画性、生産性が更に向上する。
【０００９】
しかしながら、現段階において、上記観点からの油圧回路の改善施工の例は、多くなされていない。
【００１０】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的とするところは、建設機械に装設した作業機の応答性を選択可能とするとともに各作業の応答性を更に調整可能とし、緩やかな動きが求められる掘削作業と機敏な動きが求められる土羽打ち等の作業とを選択的に実行できる建設機械の油圧制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、建設機械の作業機を駆動操作するシリンダと、前記シリンダに圧油を供給する主油圧ポンプと、前記主油圧ポンプからの圧油を前記シリンダに切換え供給する制御弁と、前記制御弁を切換え操作する操作レバーと、前記操作レバーにより操作されるパイロット弁と、前記パイロット弁にパイロット一次圧油を供給する補助油圧ポンプと、前記パイロット弁からのパイロット二次圧油を前記制御弁のパイロット操作部にそれぞれ供給するパイロット二次圧油路と、前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたショックレス弁とを備えた建設機械の油圧制御装置において、前記ショックレス弁と前記制御弁のパイロット操作部との間の前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたバイパス油路と、前記各バイパス油路における前記制御弁のパイロット操作部側と前記パイロット二次圧油路との連結部にそれぞれ設けられ、前記各パイロット二次圧油路を前記バイパス油路にそれぞれ切換える電磁弁と、前記各バイパス油路間の前記パイロット二次圧油路に設けられ、前記パイロット二次圧油路を排油路にそれぞれ切換える方向制御弁と、前記電磁弁を外部信号により、切換える制御手段とを備えたものとする。
【００１２】
（２）上記（１）において。好ましくは、前記電磁弁は、３ポート２位置形の電磁弁であり、前記方向制御弁は、パイロット操作形で、３ポート２位置形の方向制御弁であるものとする。
【００１３】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記制御手段は、作業機を緩やかに制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路を前記バイパス油路に連結するような切換え信号を出力し、作業機を機敏に制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路と前記バイパス油路との連結を閉じ、前記パイロット二次圧油路を連通状態とするような切換え信号を出力するとともに、前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号を出力するものとする。
【００１４】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記制御手段は、前記パイロット二次圧油路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記パイロット二次圧油路に対する前記主油圧ポンプ流量の特性信号を記憶した記憶部とを備え、前記圧力検出手段から入力された検出値から、前記記憶部に記憶された前記主油圧ポンプ流量を算出し、この算出値を前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号として出力するものとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、建設機械に装設した作業機の応答性を選択可能とし、各作業における応答性を更に調整することができるので、緩やかな動きが求められる掘削作業と土羽打ち等の機敏な作業とを選択的に実行でき、建設機械の機能性が向上する。この結果、建設機械による土木事業の計画性、生産性が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図３】図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成する制御装置の構成を示す図である。
【図４】図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の通常動作を説明する説明図である。
【図６】本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の機敏動作を説明する説明図である。
【図７】本発明の建設機械の油圧制御装置の他の形態に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の建設機械の油圧制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図４は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す側面図、図２は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を示す構成図、図３は図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成する制御装置の構成を示す図、図４は図２に示す本発明の建設機械の油圧制御装置に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。
【００１８】
図１において、建設機械の作業機１は、建設機械の本体２の前部に装着されている。作業機１は、建設機械の本体２の前部に俯仰動可能に設けたブーム３と、ブーム３の先端に回動可能に設けたアーム４と、アーム４の先端に回動可能に設けた掘削バケット５とを備えている。ブーム３、アーム４及び掘削バケット５は、ブームシリンダ６、アームシリンダ７及びバケットシリンダ８によりそれぞれ操作される。
【００１９】
図２に示す実施の形態においては、ブーム３を操作するブームシリンダ６の油圧制御装置９のみを示してある。油圧制御装置９は、油圧源装置として可変容量形の主油圧ポンプ１０と、パイロット圧油を供給する補助油圧ポンプ１１と、作動油タンク１２とを備えている。可変容量形の主油圧ポンプ１０は、吐出量を調整するための斜板角調整器１３を備えている。
【００２０】
主油圧ポンプ１０とブームシリンダ６とを連結する油圧回路には、センタバイパス形の制御弁１４が設けられている。制御弁１４は、そのパイロット操作部１４ａへのパイロット圧油の供給により、中立位置イからロ位置に切換えられて、主油圧ポンプ１０からの圧油をブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａに供給するとともに、ブームシリンダ６の基部側の油室６Ｂ内の圧油を作動油タンク１２に排出して、ブームシリンダ６のピストンロッドを縮小操作する。また、そのパイロット操作部１４ｂへのパイロット圧油の供給により、中立位置イからハ位置に切り換えられて、主油圧ポンプ１０からの圧油をブームシリンダ６の基部側の油室６Ｂに供給するとともに、ブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａ内の圧油を作動油タンク１２に排出して、ブームシリンダ６のピストンロッドを伸長操作する。
【００２１】
制御弁１４は、操作レバー１５の傾動によって切換え操作される。操作レバー１５には、パイロット弁１５Ａとパイロット弁１５Ｂとが設けられている。パイロット弁１５Ａは、操作レバー１５の矢印Ａ方向の傾動操作により、補助油圧ポンプ１１、パイロット一次側油路１６を通して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路１７を通して制御弁１４のパイロット操作部１４ａに供給する。また、パイロット弁１５Ｂは、操作レバー１５の矢印Ｂ方向の傾動操作により、補助油圧ポンプ１１、パイロット一次側油路１６を通して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路１８を通して制御弁１４のパイロット操作部１４ｂに供給する。
【００２２】
パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７には、逆止弁１９ａと、この逆止弁１９ａに並設された絞り１９ｂと、この絞り１９ｂに直列して設けた切換弁１９ｃとからなるショックレス弁１９が設けられている。また、パイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８にも同様に、逆止弁２０ａと、この逆止弁２０ａに並設された絞り２０ｂと、この絞り２０ｂに直列して設けた切換弁２０ｃとからなるショックレス弁２０が設けられている。
【００２３】
また、ショックレス弁１９と制御弁１４のパイロット操作部１４ａとの間には、バイパス油路２１が設けられている。同様に、ショックレス弁２０と制御弁１４のパイロット操作部１４ｂとの間には、バイパス油路２２が設けられている。
【００２４】
更に、バイパス油路２１と並列するパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７には、パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７を作動油タンク１２に接続する排油路２３が、また、バイパス油路２２と並列する及びパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８には、パイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８を作動油タンク１２に接続する排油路２４がそれぞれ設けられている。
【００２５】
排油路２３と、バイパス油路２１と並列するパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７には、パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７をショックレス弁１９側のパイロット二次側油路１７、又は排油路２３に切換えるためのパイロット操作形の３ポート２位置の方向切換弁２５が設けられている。また、排油路２４と、バイパス油路２２と並列するパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８とには、パイロット弁１５ｂ側のパイロット二次側油路１８をショックレス弁２０側のパイロット二次側油路１８、又は排油路２４に切換えるためのパイロット操作形の３ポート２位置の方向切換弁２６が設けられている。
【００２６】
方向切換弁２５及び方向切換弁２６は、常時、ばねによってパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７を排油路２３に、またパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８を排油路２４にそれぞれ接続するように、位置している。
【００２７】
バイパス油路２１におけるパイロット弁１５Ａ側とパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７との連結部には、制御弁１４のパイロット操作部１４ａ側のパイロット二次側油路１７を、パイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７又はバイパス油路２１に切換える電磁操作形の３ポート２位置の電磁弁２７が設けられている。また、バイパス油路２２におけるパイロット弁１５Ｂ側とパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８との連結部には、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ側のパイロット二次側油路１８を、パイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８又はバイパス油路２２に切換える電磁操作形の３ポート２位置の電磁弁２８が設けられている。
【００２８】
電磁弁２７及び電磁弁２８は、常時、ばねによって制御弁１４のパイロット操作部１４ａ側のパイロット二次側油路１７とバイパス油路２１とを連通状態に、また制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ側のパイロット二次側油路１８とバイパス油路２２とを連通状態にそれぞれ接続するように、位置している。
【００２９】
パイロット弁１５Ａ，１５Ｂ側のパイロット二次側油路１７，１８には、パイロット操作圧を検出する圧力センサ２９，３０がそれぞれ設けられている。圧力センサ２９，３０は、検出したパイロット操作圧を制御手段３１に出力するように、制御手段３１に接続されている。制御手段３１には、作業機を通常の掘削作業等の緩やかな作業、又は土羽打ち等の機敏な作業として実行するように選択するための作業選択スイッチ３２が接続されている。作業選択スイッチ３２は、実線で示す位置では、通常の掘削作業等の緩やかな作業を選択する指令を制御手段３１に出力し、２点鎖線示す位置では、土羽打ち等の機敏な作業を選択する指令を制御手段３１に出力する。また、上記作業選択スイッチ３２において、機敏な作業が選択された場合には、さらに、各種応答性の選択が可能となる調整器３３が制御手段３１に接続されている。
【００３０】
制御手段３１は、コンピュータで構成され、演算を行う演算部３１ａと、記憶部として各種処理（プログラム）を保存する読み込み専用のメモリ（ＲＯＭ）３１ｂと、演算結果等を保存するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３１ｃと、センサ入力や通信を行う入力インターフェース３１ｄと、演算部３１ａの演算結果に基づいて電磁弁２７，電磁弁２８へのオン、オフ信号、及び主油圧ポンプ１０の斜板角調整器１３への操作信号を出力する出力インターフェース３１ｅとを有している。
【００３１】
制御手段３１のＲＯＭ３１ｂは、図４に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性Ａ，Ｂを記憶している。特性Ａは、前述した通常の掘削作業等の緩やかな作業が選択された場合におけるパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性を示し、特性Ｂは、前述した土羽打ち等の機敏な作業を選択された場合におけるパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性を示している。
【００３２】
次に、上述した本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の動作を図２乃至図７を用いて説明する。図５は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の通常動作を説明する説明図、図６は本発明の建設機械の油圧制御装置の一実施の形態の機敏動作を説明する説明図、図７は本発明の建設機械の油圧制御装置に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す他の特性図である。なお、図５乃至図７において、図１乃至図４に示す符合と同符号のものは同一又は相当する部材であるのでその部分の説明を省略する。
【００３３】
作業機１に通常の掘削作業等のような緩やかな作業を実行させる場合、図５に示すように、まず、作業選択スイッチ３２を実線で示す位置に操作する。これにより、作業選択スイッチ３２からは、通常の掘削作業等のような緩やかな作業を実行させるための信号が、制御手段３１に出力される。制御手段３１は、上記の信号の入力により、電磁弁２７，電磁弁２８への励磁信号を遮断し、電磁弁２７，電磁弁２８の駆動を防止する。これにより、電磁弁２７は図２に示すパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７とバイパス油路２１との連通状態を保持する。同様に、電磁弁２８はパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８とバイパス油路２２との連通状態を保持する。
【００３４】
また、制御手段３１は、上記の作業選択スイッチ３２の操作指令に基づいて、ＲＯＭ３１ｂ内に記憶されている、図４に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性Ａを選択する。
【００３５】
この状態において、例えば、操作レバー１５を矢印Ａ方向に傾動すると、図５の矢印に示すように、補助油圧ポンプ１１からのパイロット圧油がパイロット弁１５Ａ、ショックレス弁１９の逆止弁１９ａ、バイパス油路２１、電磁弁２７及びパイロット二次側油路１７を通して、制御弁１４のパイロット操作部１４ａに供給される。一方、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂは、パイロット二次側油路１８、電磁弁２８、バイパス油路２２、ショックレス弁２０の絞り弁２０ｂ、パイロット弁１５Ｂを通して作動油タンク１２に連通するので、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂの戻りパイロット圧油は、ショックレス弁２０の絞り弁２０ｂにより、絞られる。
【００３６】
これにより、制御弁１４は中立位置イからロ位置への切換えが緩やかに行われるので、主油圧ポンプ１０からの圧油は、ブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａに緩やかに流入する。この結果、ブームシリンダ６のピストンロッドは、緩やかに、且つ滑らかに縮小する。また、操作レバー１５を矢印Ｂ方向に傾動させれば、上述した動作とは逆に、ブームシリンダ６のピストンロッドは、緩やかに、且つ滑らかに伸長する。
【００３７】
なお、上述の通常の掘削作業等のような緩やかな作業の際、制御手段３１は、圧力センサ２９又は３０からのパイロット圧検出信号と図４に示す特性Ａとに基づいて、パイロット圧に対応したポンプ流量が得られるように、主油圧ポンプ１０の斜板角調整器１３を操作制御するので、その緩やかな作業の応答性が向上する。つまり、パイロット圧Ｐの上昇に対して、ポンプ流量Ｌを緩やかに上昇させているため、作業機の応答性も緩やかな上昇が図れる。
【００３８】
次に、作業機１に土羽打ち等の機敏な作業を実行させる場合、図６に示すように、まず、作業選択スイッチ３２を２点鎖線で示す位置に操作する。これにより、作業選択スイッチ３２からは、土羽打ち等の機敏な作業を実行させるための信号が、制御手段３１に出力される。制御手段３１は、上記の信号の入力により、電磁弁２７，電磁弁２８に励磁信号を出力し、電磁弁２７，電磁弁２８を駆動する。これにより、電磁弁２７は図５に示すパイロット弁１５Ａ側のパイロット二次側油路１７とバイパス油路２１とが連通している状態から、図６に示すパイロット二次側油路１７の制御弁１４のパイロット操作部１４ａ側とパイロット弁１５Ａ側が連通する状態に切換える。同様に、電磁弁２８はパイロット弁１５Ｂ側のパイロット二次側油路１８とバイパス油路２２とが連通している状態から、パイロット二次側油路１８の制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ側とパイロット弁１５Ｂ側が連通する状態に切換える。
【００３９】
また、制御手段３１は、上記の作業選択スイッチ３２の操作指令に基づいて、ＲＯＭ３１ｂ内に記憶されている、図４に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性Ｂを選択する。
【００４０】
この状態において、例えば、操作レバー１５を矢印Ａ方向に傾動すると、図６の矢印に示すように、補助油圧ポンプ１１からのパイロット圧油がパイロット弁１５Ａ、ショックレス弁１９の逆止弁１９ａ、方向切換弁２５、電磁弁２７、及びパイロット二次側油路１７を通して、制御弁１４のパイロット操作部１４ａに供給される。
【００４１】
この際、方向切換弁２５は、ショックレス弁１９からのパイロット圧油により、ばねに抗してパイロット二次側油路１７を連通する位置（図２の上側の位置）に切換えられ、また、方向切換弁２６は、パイロット圧油が低圧となるので、ばねによりパイロット二次側油路１８を排油路２４に連通する位置（図２の下側の位置）に切換えられる。
【００４２】
これにより、制御弁１４のパイロット操作部１４ｂ内の背圧が低下するので、制御弁１４は中立位置イからロ位置への切換えが速やかに行われる。この結果、主油圧ポンプ１０からの圧油は、ブームシリンダ６のピストンロッド側の油室６Ａに速やかに流入するので、ブームシリンダ６のピストンロッドは、素早く縮小する。また、操作レバー１５を矢印Ｂ方向に傾動させれば、上述した動作とは逆に、ブームシリンダ６のピストンロッドは、素早く伸長する。
【００４３】
なお、上述の機敏な作業の際、制御手段３１は、圧力センサ２９又は３０からのパイロット圧検出信号と図４に示す特性Ｂとに基づいて、パイロット圧に対応したポンプ流量が得られるように、主油圧ポンプ１０の斜板角調整器１３を操作制御するので、ブームシリンダ６の伸縮動作を早くすることができ、その機敏な作業の応答性が向上する。つまり、パイロット圧Ｐの上昇に対して、ポンプ流量Ｌを急峻に上昇させているため、作業機の応答性が向上し、より機敏な動作が可能となる。
【００４４】
上述した本発明の実施の形態によれば、作業機の緩やかな動きが求められる通常の掘削作業と、作業機の機敏な応答が求められる土羽打ち等の作業とを、応答性を向上させた状態で選択することができるので、建設機械の機能性が更に向上する。その結果、建設機械による土木事業の計画性、生産性が更に向上する。
【００４５】
また、作業機の応答性を優先させる場合に、制御弁のパイロット操作部の一方側を作動油タンク側に常に開放させているので、制御弁のスプールが機敏に動作する。
【００４６】
更に、主油圧ポンプのポンプ流量を上述した作業に対応して制御可能にしたので、油圧回路だけでは限界があった応答性を更に向上させることができる。
【００４７】
なお、上述の実施の形態においては、ブームシリンダに適用した例を示したが、アームシリンダ７及びバケットシリンダ８にも、適用することができる。
【００４８】
次に、本発明の建設機械の油圧制御装置の他の実施の形態を図７を用いて説明する。図７は、本発明の建設機械の油圧制御装置の他の形態に用いるパイロット圧とポンプ流量との関係を示す特性図である。なお、以下の説明において、上述した本発明の一実施の形態と同じ構成要素には同一の符合を付し、その部分の説明を省略する。
【００４９】
この実施の形態は、上述した機敏な作業が選択された場合に、パイロット圧Ｐとポンプ流量Ｌの特性を変更可能とする調整器３３を設け、作業機の応答性を操作者の感覚に適合させ得るように構成したものである。
【００５０】
具体的には、制御手段３１のＲＯＭ３１ｂに、上述した特性Ａ，Ｂの他に図７に示すパイロット圧Ｐに対するポンプ流量Ｌの特性ａ〜ｌが記憶されている。図７（ａ）に示す特性は、いわゆる操作レバーと作業機とのタイムラグ特性に相当するものである。ポンプ流量Ｐが上昇開始するパイロット圧Ｐの値を可変設定とすることにより、操作レバーの操作量に対する作業機の応答性の上昇開始点を調整可能としている。この結果、操作者個々の操作感覚に作業器の応答性を適合させ得る。また、図７（ｂ）に示す特性は、いわゆる操作レバーと作業機との応答性のゲイン特性に相当するものである。ポンプ流量Ｐのパイロット圧Ｐに対する上昇勾配を可変設定とすることにより、操作レバーの操作量に対する作業機の応答性の上昇感度を調整可能としている。この結果、操作者個々の操作感覚に作業器の応答性を適合させ得る。これらの特性の選択は、上述した機敏な作業のモードが選択された後、調整器３３の操作により選択されるものである。
【００５１】
この実施の形態によれば、上述した実施の形態と同様に、作業機の機敏な応答が求められる土羽打ち等の作業を、より応答性を向上させた状態で選択することができるので、建設機械の機能性が更に向上する。
【００５２】
また、操作者それぞれの感覚に適合した作業機の応答性が選択できるので、土羽打ち等の機敏な作業に対しても、操作者の負担の軽減が可能となり、生産性が向上する。
【符号の説明】
【００５３】
１ 作業機
２ 建設機械本体
３ ブーム
４ アーム
５ 掘削バケット
６ ブームシリンダ
７ アームシリンダ
８ バケットシリンダ
９ 油圧制御装置
１０ 主油圧ポンプ
１１ 補助油圧ポンプ
１２ 作動油タンク
１３ 斜板角調整器
１４ 制御弁
１５ 操作レバー
１６ パイロット一次側油路
１７，１８ パイロット二次側油路
１９，２０ ショックレス弁
２１，２２ バイパス油路
２３，２４ 排油路
２５，２６ 方向切替弁
２７，２８ 電磁弁
２９，３０ 圧力センサ
３１ 制御手段
３２ 作業選択スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の作業機を駆動操作するシリンダと、前記シリンダに圧油を供給する主油圧ポンプと、前記主油圧ポンプからの圧油を前記シリンダに切換え供給する制御弁と、前記制御弁を切換え操作する操作レバーと、前記操作レバーにより操作されるパイロット弁と、前記パイロット弁にパイロット一次圧油を供給する補助油圧ポンプと、前記パイロット弁からのパイロット二次圧油を前記制御弁のパイロット操作部にそれぞれ供給するパイロット二次圧油路と、前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたショックレス弁とを備えた建設機械の油圧制御装置において、
前記ショックレス弁と前記制御弁のパイロット操作部との間の前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたバイパス油路と、
前記各バイパス油路における前記制御弁のパイロット操作部側と前記パイロット二次圧油路との連結部にそれぞれ設けられ、前記各パイロット二次圧油路を前記バイパス油路にそれぞれ切換える電磁弁と、
前記各バイパス油路間の前記パイロット二次圧油路に設けられ、前記パイロット二次圧油路を排油路にそれぞれ切換える方向制御弁と、
前記電磁弁を外部信号により、切換える制御手段とを備えた
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記電磁弁は、３ポート２位置形の電磁弁であり、前記方向制御弁は、パイロット操作形で、３ポート２位置形の方向制御弁である
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記制御手段は、
作業機を緩やかに制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路を前記バイパス油路に連結するような切換え信号を出力し、作業機を機敏に制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路と前記バイパス油路との連結を閉じ、前記パイロット二次圧油路を連通状態とするような切換え信号を出力するとともに、前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号を出力する
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記制御手段は、
前記パイロット二次圧油路の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記パイロット二次圧油路に対する前記主油圧ポンプ流量の特性信号を記憶した記憶部とを備え、
前記圧力検出手段から入力された検出値から、前記記憶部に記憶された前記主油圧ポンプ流量を算出し、この算出値を前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号として出力する
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項１】
建設機械の作業機を駆動操作するシリンダと、前記シリンダに圧油を供給する主油圧ポンプと、前記主油圧ポンプからの圧油を前記シリンダに切換え供給する制御弁と、前記制御弁を切換え操作する操作レバーと、前記操作レバーにより操作されるパイロット弁と、前記パイロット弁にパイロット一次圧油を供給する補助油圧ポンプと、前記パイロット弁からのパイロット二次圧油を前記制御弁のパイロット操作部にそれぞれ供給するパイロット二次圧油路と、前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたショックレス弁とを備えた建設機械の油圧制御装置において、
前記ショックレス弁と前記制御弁のパイロット操作部との間の前記パイロット二次圧油路にそれぞれ設けたバイパス油路と、
前記各バイパス油路における前記制御弁のパイロット操作部側と前記パイロット二次圧油路との連結部にそれぞれ設けられ、前記各パイロット二次圧油路を前記バイパス油路にそれぞれ切換える電磁弁と、
前記各バイパス油路間の前記パイロット二次圧油路に設けられ、前記パイロット二次圧油路を排油路にそれぞれ切換える方向制御弁と、
前記電磁弁を外部信号により、切換える制御手段とを備えた
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記電磁弁は、３ポート２位置形の電磁弁であり、前記方向制御弁は、パイロット操作形で、３ポート２位置形の方向制御弁である
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記制御手段は、
作業機を緩やかに制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路を前記バイパス油路に連結するような切換え信号を出力し、作業機を機敏に制御する外部指令を取込み、前記各電磁弁に前記パイロット二次圧油路と前記バイパス油路との連結を閉じ、前記パイロット二次圧油路を連通状態とするような切換え信号を出力するとともに、前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号を出力する
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の建設機械の油圧制御装置において、
前記制御手段は、
前記パイロット二次圧油路の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記パイロット二次圧油路に対する前記主油圧ポンプ流量の特性信号を記憶した記憶部とを備え、
前記圧力検出手段から入力された検出値から、前記記憶部に記憶された前記主油圧ポンプ流量を算出し、この算出値を前記主油圧ポンプの斜板調整器にポンプ流量調整用の信号として出力する
ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９０３６８（Ｐ２０１０−１９０３６８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７１４８（Ｐ２００９−３７１４８）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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