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技術 油圧制御装置及びこれを備えた建設機械

出願人 コベルコ建機株式会社
発明者 五頭直紀上田浩司但馬一治
出願日 2012年12月26日 (8年0ヶ月経過) 出願番号 2012-282904
公開日 2014年7月7日 (6年5ヶ月経過) 公開番号 2014-126126
状態 特許登録済
技術分野 流体圧回路(1) 掘削機械の作業制御
主要キーワード 補給弁 基準操作量 引き作動 ダンプ作業 アーム押し 合流回路 合流弁 引き動作
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年7月7日)のものです。
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図面 (10)

課題

アーム押しブーム下げとの複合操作時に、第1油圧ポンプから吐出された作動油アームシリンダに確実に合流させることができ、しかもエネルギー効率を改善することができる油圧制御装置及びこれを備えた建設機械を提供すること。

解決手段

ブームシリンダ回路16は、ブームシリンダ9に対する作動油の給排を制御するためのブーム用コントロールバルブ24と、第1油圧ポンプ14からブーム用コントロールバルブ24へ作動油を供給可能な供給位置P4と作動油の流通遮断する遮断位置P5との間で切換可能な合流切換弁25とを有する。制御器23は、パイロット圧センサ20、22によりブーム下げ及びアーム押しの複合操作が検出された場合に合流切換弁25を遮断位置P5に切り換えるとともに、ブーム下げ操作及びアーム押し操作の一方のみの操作が検出された場合に合流切換弁25を供給位置P4に切り換える。

概要

背景

従来、例えば、油圧ショベルにおいて、バケットに積み込んだ土砂ダンプするためにブーム下げアーム押しとの複合操作が行なわれる。

ここで、通常、ブームを作動させるブームシリンダ及びアームを作動させるアームシリンダは、別の油圧ポンプ(第1油圧ポンプ、第2油圧ポンプ)によって駆動される。一方、前記複合操作時には、合流弁によってブームシリンダ用の第1油圧ポンプからの油の一部をアームシリンダに合流させることにより、アーム押しの動作を早くして前記複合操作時の作業効率を向上させる(特許文献1参照)。

概要

アーム押しとブーム下げとの複合操作時に、第1油圧ポンプから吐出された作動油をアームシリンダに確実に合流させることができ、しかもエネルギー効率を改善することができる油圧制御装置及びこれを備えた建設機械を提供すること。ブームシリンダ回路16は、ブームシリンダ9に対する作動油の給排を制御するためのブーム用コントロールバルブ24と、第1油圧ポンプ14からブーム用コントロールバルブ24へ作動油を供給可能な供給位置P4と作動油の流通遮断する遮断位置P5との間で切換可能な合流切換弁25とを有する。制御器23は、パイロット圧センサ20、22によりブーム下げ及びアーム押しの複合操作が検出された場合に合流切換弁25を遮断位置P5に切り換えるとともに、ブーム下げ操作及びアーム押し操作の一方のみの操作が検出された場合に合流切換弁25を供給位置P4に切り換える。

目的

本発明の目的は、アーム押しとブーム下げとの複合操作時に、第1油圧ポンプから吐出された作動油をアームシリンダに確実に合流させることができ、しかもエネルギー効率を改善することができる油圧制御装置及びこれを備えた建設機械を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ベースマシンブームフットピンを中心とする回動による上げ下げ作動可能に取り付けられたブームと、前記ブームの先端部に対して押し引き作動可能に取り付けられたアームと、前記ブームを上げ下げ作動させるためのブームシリンダと、前記アームを押し引き作動させるためのアームシリンダと、前記両シリンダ油圧源としての第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプと前記ブームシリンダとを接続するブームシリンダ回路と、前記第2油圧ポンプと前記アームシリンダとを接続するアームシリンダ回路と、前記ブームシリンダ回路に設けられ、前記ブームシリンダに対する作動油の給排を制御するブーム用コントロールバルブと、前記アームシリンダ回路に設けられ、前記アームシリンダに対する作動油の給排を制御するアーム用コントロールバルブと、前記ブーム用コントロールバルブを操作するブーム用操作手段と、前記アーム用コントロールバルブを操作するアーム用操作手段と、前記ブーム用コントロールバルブよりも上流側の分岐接続点で前記ブームシリンダ回路から分岐した状態で前記ブームシリンダ回路に接続され、前記第1油圧ポンプからの吐出油を前記アームシリンダに合流させる合流回路と、前記ブーム用操作手段によるブーム下げ操作の有無を検出するブーム操作検出器と、前記アーム用操作手段によるアーム押し操作の有無を検出するアーム操作検出器と、前記ブームシリンダ回路における前記合流回路の分岐接続点と前記ブーム用コントロールバルブとの間に設けられているとともに、前記第1油圧ポンプから前記ブーム用コントロールバルブへ作動油を供給可能な供給位置と、作動油の供給を遮断する遮断位置との間で切換可能な合流切換弁と、タンク内の作動油を前記ブームシリンダのロッド側室補給する補給弁を有する補給回路と、前記各操作検出器によりブーム下げとアーム押しとの複合操作が検出された場合に前記合流切換弁を前記遮断位置に切り換え制御器とを備えている、油圧制御装置

請求項2

前記ブームシリンダのロッド側室内の圧力を検出する圧力検出器をさらに備え、前記制御器は、前記各操作検出器により前記複合操作が検出され、かつ、前記圧力検出器により検出された圧力が予め設定された基準圧力以下である場合に前記合流切換弁を遮断位置とする一方、前記各操作検出器により前記複合操作が検出され、かつ、前記圧力検出器により検出された圧力が前記基準圧力よりも高い場合に前記合流切換弁を供給位置に切り換える、請求項1に記載の油圧制御装置。

請求項3

前記第1油圧ポンプは、可変容量式の油圧ポンプであり、前記ブーム操作検出器は、前記ブーム用操作手段の操作量を検出可能であり、前記制御器は、前記ブーム下げの単独操作時に前記ブーム用操作手段の操作量の増加に応じて容量が増加するブーム単独操作時特性に基づいて前記第1油圧ポンプの容量を制御する一方、前記合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下において、前記ブーム操作検出器により検出されたブーム下げの操作量が予め設定された基準操作量よりも大きい場合に、前記第1油圧ポンプの容量を前記ブーム単独操作時よりも小さく制限する、請求項1又は2に記載の油圧制御装置。

請求項4

前記制御器は、前記合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下において、前記ブーム用操作手段の操作量の増加に応じて容量が減少する複合操作時特性に基づいて前記第1油圧ポンプの容量を決定し、前記複合操作時特性は、前記ブーム用操作手段の操作量と容量との関係が前記基準操作量を境界として前記ブーム単独操作時特性に対し反転するように設定されている、請求項3に記載の油圧制御装置。

請求項5

前記アーム操作検出器は、前記アーム用操作手段の操作量を検出可能であり、前記制御器は、前記合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下において、前記アーム用操作手段の操作量の増加に応じて容量が増加するアーム単独操作時特性に基づく容量、及び前記複合操作時特性に基づく容量のうち低い容量を前記第1油圧ポンプの容量として設定する、請求項4に記載の油圧制御装置。

請求項6

建設機械であって、ベースマシンと、前記ベースマシンにブームフットピンを中心とする回動により上げ下げ作動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに対して押し引き作動可能に取り付けられたアームと、前記ブーム及び前記アームの作動を制御する、請求項1〜5の何れか1項に記載の油圧制御装置とを備えている、建設機械。

技術分野

0001

本発明は、建設機械ブームシリンダ及びアームシリンダの駆動を制御する油圧制御装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、例えば、油圧ショベルにおいて、バケットに積み込んだ土砂ダンプするためにブーム下げアーム押しとの複合操作が行なわれる。

0003

ここで、通常、ブームを作動させるブームシリンダ及びアームを作動させるアームシリンダは、別の油圧ポンプ(第1油圧ポンプ、第2油圧ポンプ)によって駆動される。一方、前記複合操作時には、合流弁によってブームシリンダ用の第1油圧ポンプからの油の一部をアームシリンダに合流させることにより、アーム押しの動作を早くして前記複合操作時の作業効率を向上させる(特許文献1参照)。

先行技術

0004

特開2010−190261号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、ブーム下げ動作は、ブームの自重が加わることからアーム押し動作よりも低負荷の動作となるため、ブーム下げとアーム押しとの複合操作では、第1油圧ポンプからの油が低負荷側のブームシリンダに優先的に流れる。

0006

この結果、ブームシリンダに余分な流量が流れて動力のロスが生じる一方で、アームシリンダに供給される油の流量が少なくなってアームの増速という所期の目的が達成できない。

0007

その対策として、第1油圧ポンプの吐出流量を上げることが考えられるが、このようにすると第1油圧ポンプの動力が増加してエネルギー効率の点で不利となる。

0008

本発明の目的は、アーム押しとブーム下げとの複合操作時に、第1油圧ポンプから吐出された作動油をアームシリンダに確実に合流させることができ、しかもエネルギー効率を改善することができる油圧制御装置及びこれを備えた建設機械を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するために、本発明は、ベースマシンブームフットピンを中心とする回動による上げ下げ作動可能に取り付けられたブームと、前記ブームの先端部に対して押し引き作動可能に取り付けられたアームと、前記ブームを上げ下げ作動させるためのブームシリンダと、前記アームを押し引き作動させるためのアームシリンダと、前記両シリンダ油圧源としての第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプと前記ブームシリンダとを接続するブームシリンダ回路と、前記第2油圧ポンプと前記アームシリンダとを接続するアームシリンダ回路と、前記ブームシリンダ回路に設けられ、前記ブームシリンダに対する作動油の給排を制御するブーム用コントロールバルブと、前記アームシリンダ回路に設けられ、前記アームシリンダに対する作動油の給排を制御するアーム用コントロールバルブと、前記ブーム用コントロールバルブを操作するブーム用操作手段と、前記アーム用コントロールバルブを操作するアーム用操作手段と、前記ブーム用コントロールバルブよりも上流側の分岐接続点で前記ブームシリンダ回路から分岐した状態で前記ブームシリンダ回路に接続され、前記第1油圧ポンプからの吐出油を前記アームシリンダに合流させる合流回路と、前記ブーム用操作手段によるブーム下げ操作の有無を検出するブーム操作検出器と、前記アーム用操作手段によるアーム押し操作の有無を検出するアーム操作検出器と、前記ブームシリンダ回路における前記合流回路の分岐接続点と前記ブーム用コントロールバルブとの間に設けられているとともに、前記第1油圧ポンプから前記ブーム用コントロールバルブへ作動油を供給可能な供給位置と、作動油の供給を遮断する遮断位置との間で切換可能な合流切換弁と、タンク内の作動油を前記ブームシリンダのロッド側室補給する補給弁を有する補給回路と、前記各操作検出器によりブーム下げとアーム押しとの複合操作が検出された場合に前記合流切換弁を前記遮断位置に切り換え制御器とを備えている、油圧制御装置を提供する。

0010

本発明では、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作が検出された場合に合流切換弁が遮断位置に切り換えられる。これにより、複合操作時に第1油圧ポンプからブーム用コントロールバルブ(ブームシリンダ)への作動油の供給を停止し、第1油圧ポンプからの作動油を合流回路経由でアームシリンダに確実に合流させることができる。

0011

そのため、例えば、油圧ショベルにおいてダンプ作業を行う場合に、アーム押し動作を十分に増速させることができる。しかも、第1油圧ポンプの容量(同ポンプの動力)を必要以上に増加させる必要がないため、省エネとなる。

0012

ここで、合流切換弁が遮断位置に切り換えられた状態においては、ブームシリンダのロッド側室に対する第1油圧ポンプからの作動油の供給が停止する。このとき、補給弁を有する補給回路によってタンクからブームシリンダのロッド側室内に作動油を吸引し、補給することができる。そのため、キャビテーションの発生を抑制しながらブーム下げ動作を実現することができる。

0013

一方、例えば、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作が行なわれている場合以外の場合に合流切換弁を供給位置に切り換えることにより、第1油圧ポンプからの作動油を、操作されているシリンダに供給することが可能となる。

0014

前記油圧制御装置において、前記ブームシリンダのロッド側室内の圧力を検出する圧力検出器をさらに備え、前記制御器は、前記各操作検出器により前記複合操作が検出され、かつ、前記圧力検出器により検出された圧力が予め設定された基準圧力以下である場合に前記合流切換弁を遮断位置とする一方、前記各操作検出器により前記複合操作が検出され、かつ、前記圧力検出器により検出された圧力が前記基準圧力よりも高い場合に前記合流切換弁を供給位置に切り換えることが好ましい。

0015

この態様によれば、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作により実現される作業のうち、ブーム下げ方向に力を要する作業(ブームシリンダに負荷が生じる作業)を確実に行うことができる。

0016

例えば、のり面下り斜面)のならし作業では、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作を行なってバケットをのり面に沿って移動させる。この場合、バケットをのり面に対して押し付ける必要があるため、ブーム下げ方向の力が要求される。したがって、前記態様によれば、このような作業を行う場合に、ブームシリンダに確実に仕事を行なわせることができる。

0017

前記油圧制御装置において、前記第1油圧ポンプは、可変容量式の油圧ポンプであり、前記ブーム操作検出器は、前記ブーム用操作手段の操作量を検出可能であり、前記制御器は、前記ブーム下げの単独操作時に前記ブーム用操作手段の操作量の増加に応じて容量が増加するブーム単独操作時特性に基づいて前記第1油圧ポンプの容量を制御する一方、前記合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下において、前記ブーム操作検出器により検出されたブーム下げの操作量が予め設定された基準操作量よりも大きい場合に、前記第1油圧ポンプの容量を前記ブーム単独操作時よりも小さく制限することが好ましい。

0018

ブーム単独操作時特性に基づく容量制御においては、ブーム下げの操作量が大きくなるほど第1油圧ポンプの容量が大きくなるが、上述のように合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下においてはブームシリンダへの作動油の供給が停止される。そのため、前記態様のように、ブーム下げの操作量が基準操作量よりも大きい場合に第1油圧ポンプの容量をブーム単独操作時よりも小さく制限することにより、ブームシリンダのために必要以上に吐出される作動油の流量を抑えることができる。したがって、省エネを図ることができる。

0019

前記制御器は、前記合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下において、前記ブーム用操作手段の操作量の増加に応じて容量が減少する複合操作時特性に基づいて前記第1油圧ポンプの容量を決定し、前記複合操作時特性は、前記ブーム用操作手段の操作量と容量との関係が前記基準操作量を境界として前記ブーム単独操作時特性に対し反転するように設定されていることが好ましい。

0020

この態様によれば、ブーム下げの操作量が基準操作量よりも大きい場合に第1油圧ポンプの容量を制限することができる。

0021

一方、複合操作時特性ではブーム下げの操作量が基準操作量よりも小さい範囲において容量が大きく設定されているので、アーム押し操作量が大きい状態でブーム用操作手段が非操作の状態から少し下げ方向に操作された場合に、第1油圧ポンプの容量が急激に減少するのを抑制することができる。

0022

前記油圧制御装置において、前記アーム操作検出器は、前記アーム用操作手段の操作量を検出可能であり、前記制御器は、前記合流切換弁が遮断位置に切り換えられる条件下において、前記アーム用操作手段の操作量の増加に応じて容量が増加するアーム単独操作時特性に基づく容量、及び前記複合操作時特性に基づく容量のうち低い容量を前記第1油圧ポンプの容量として設定することが好ましい。

0023

この態様によれば、アーム用操作手段の操作量が小さい場合に、第1油圧ポンプの容量をさらに小さくすることができるので、省エネの効果を向上することができる。

0024

一方、前記態様では、アーム用操作手段の操作量が大きくても、ブーム用操作手段の操作量によっては第1油圧ポンプの容量が小さく制限される場合がある。これは、従来のように、第1油圧ポンプからブームシリンダに余分な作動油が供給される状況を再現するためであり、このようにすることにより、省エネ効果を得ながら従来と同様の操作感オペレータに提供することができる。

0025

また、本発明は、建設機械であって、ベースマシンと、前記ベースマシンにブームフットピンを中心とする回動により上げ下げ作動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに対して押し引き作動可能に取り付けられたアームと、前記ブーム及び前記アームの作動を制御する、前記油圧制御装置とを備えている、建設機械を提供する。

発明の効果

0026

本発明によれば、アーム押しとブーム下げとの複合操作時、第1油圧ポンプから吐出された作動油をアームシリンダに確実に合流させることができ、しかもエネルギー効率を改善することができる。

図面の簡単な説明

0027

本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルを示す右側面図である。
図1の油圧ショベルの油圧制御装置を示す回路図である。
図2の制御器により実行される処理を示すフローチャートである。
本発明の第2実施形態に係る制御器により実行される処理の一部を示すフローチャートである。
本発明の第3実施形態に係る制御器により実行される処理の一部を示すフローチャートである。
図5の処理に用いられるブーム下げ単独操作時特性を示すグラフである。
図5の処理に用いられるアーム押し単独操作時特性を示すグラフである。
図5の処理に用いられる複合操作時特性を示すグラフである。
本発明の第4実施形態に係る複合操作時特性を示すグラフである。

実施例

0028

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

0029

<第1実施形態(図1図3)>
図1を参照して、第1実施形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベル1は、クローラ2aを有する下部走行体2及び地面に対して垂直な軸回り旋回可能となるように下部走行体2上に設けられた上部旋回体3によって構成されたベースマシンと、上部旋回体3に対して起伏可能に設けられたアタッチメント4と、アタッチメント4の動作を制御するための油圧制御装置5(図2参照)とを備えている。

0030

アタッチメント4は、上部旋回体3に対する図外のブームフットピン回りの回動により上げ下げ作動(起伏)可能に取り付けられたブーム6と、ブーム6の先端部に対して水平軸回りに回動可能に取り付けられたアーム7と、アーム7の先端部に対して水平軸回りに回動可能に取り付けられたバケット8とを備えている。

0031

また、アタッチメント4は、上部旋回体3に対してブーム6を上げ下げ作動させるためのブームシリンダ9と、アーム7を押し引き作動させるためのアームシリンダ10と、アーム7に対してバケット8を回動させるためのバケットシリンダ11とを備えている。

0032

以下、図2を参照して、油圧制御装置5について説明する。

0033

油圧制御装置5は、ブームシリンダ9と、アームシリンダ10と、図外のエンジンにより駆動される第1油圧ポンプ14及び第2油圧ポンプ15と、第1油圧ポンプ14とブームシリンダ9とを接続するブームシリンダ回路16と、第2油圧ポンプ15とアームシリンダ10とを接続するアームシリンダ回路18と、第1油圧ポンプ14の吐出油をブームシリンダ回路16から分岐してアームシリンダ回路18に合流させる合流回路17と、ブーム6を上げ下げ操作するブーム用操作手段としてのブーム用リモコン弁19と、ブーム用リモコン弁19のパイロット圧を通じてブーム下げ操作の有無と操作量を検出するブーム操作検出器としてのパイロット圧センサ20と、アーム7を押し引き操作するアーム用操作手段としてのアーム用リモコン弁21と、アーム用リモコン弁21のパイロット圧を通じてアーム押し操作の有無及び操作量を検出するアーム操作検出器としてのパイロット圧センサ22と、必要に応じてタンクWからブームシリンダ9のロッド側室に作動油を吸引する補給弁26aを有する補給回路26と、制御器23とを備えている。

0034

第1油圧ポンプ14は、その容量を調整可能なポンプレギュレータ14aを有する可変容量式の油圧ポンプである。

0035

ブームシリンダ回路16は、ブームシリンダ9に対する作動油の給排を制御するためのブーム用コントロールバルブ24と、ブーム用コントロールバルブ24と第1油圧ポンプ14との間に設けられた合流切換弁25と、ブームシリンダ9のロッド側室内の圧力を検出する圧力センサ27とを備えている。

0036

ブーム用コントロールバルブ24は、ブームシリンダ9の動作を停止させるための中立位置P1と、ブーム6を下げる(ブームシリンダ9を縮小させる)ためのブーム下げ位置P2と、ブーム6を上げる(ブームシリンダ9を伸長させる)ためのブーム上げ位置P3とを有し、ブーム用リモコン弁19によって切換操作される。

0037

合流切換弁25は、第1油圧ポンプ14からブーム用コントロールバルブ24へ作動油を供給可能な供給位置P4と、作動油の供給を遮断する遮断位置P5との間で切換可能である。また、合流切換弁25は、通常、供給位置P4に付勢されている。なお、合流切換弁25の供給位置P4の流路には絞りを設けてもよい。

0038

補給弁26aは、ブームシリンダ9のロッド側室が負圧になろうとした場合に、タンクWからブームシリンダ9に向けた流れを許容する一方、その逆向きの流れを規制するチェック弁である。

0039

合流回路17は、第1油圧ポンプ14と合流切換弁25との間の位置(分岐接続点)で前記ブームシリンダ回路16から分岐した状態でブームシリンダ回路16に接続されている。これにより、第1油圧ポンプ14から吐出された作動油は、アームシリンダ10側にも導かれる。

0040

また、合流回路17には、アームシリンダ10に対する作動油の給排を制御する第1アーム用コントロールバルブ29が設けられている。

0041

同様に、アームシリンダ回路18には、アームシリンダ10に対する作動油の給排を制御する第2アーム用コントロールバルブ28が設けられている。第2アーム用コントロールバルブ28は、第2油圧ポンプ14とアームシリンダ10との間に設けられている。

0042

各アーム用コントロールバルブ28、29は、アームシリンダ10の動作を停止させるための中立位置P6と、アーム7に押し動作をさせる(アームシリンダ10を縮小させる)ためのアーム押し位置P7と、アーム7に引き動作をさせる(アームシリンダ10を伸長させる)ためのアーム引き位置P8とを有し、アーム用リモコン弁21によって切換操作される。

0043

制御器23は、パイロット圧センサ20による検出値A、パイロット圧センサ22による検出値D、及び圧力センサ27による検出値Cに基づいて、合流切換弁25のソレノイド指令Bを出力するとともに第1油圧ポンプ14のポンプレギュレータ14aに容量指令を出力する。

0044

以下、図2及び図3を参照して、制御器23により実行される処理について説明する。

0045

まず、パイロット圧センサ20によりブーム下げ操作があるか否かが判定される(ステップS1)。ブーム下げ操作がある(ステップS1でYES)と判定されると、パイロット圧センサ22によりアーム押し操作があるか否かが判定される(ステップS2)。

0046

つまり、ステップS1、S2によりブーム下げとアーム押しの複合操作が行なわれたか否かが判定される。ここで、複合操作が行なわれている(ステップS2でYESと判定される)場合、合流切換弁25が供給位置P4に維持されると、第1油圧ポンプ14からの作動油は、アームシリンダ10よりもブームシリンダ9に優先して流れてしまう。ブーム下げ動作は、アーム押し動作に対して相対的に低負荷の動作であるためである。

0047

そこで、ブーム下げとアーム押しの複合操作が行なわれていると判定されると、合流切換弁25を遮断位置P5に切り換える(ステップS3)。これにより、第1油圧ポンプ14からブームシリンダ9に対する作動油の流れが遮断されるため、第1油圧ポンプ14からの作動油を確実にアームシリンダ10に供給することができる。ここで、合流切換弁25が遮断位置P5に切り換えられると、ブームシリンダ9のロッド側室に対する作動油の供給が停止するが、ロッド側室に対してはタンクWから補給弁26aを通じて作動油が吸引される。これにより、ブームシリンダ9のキャビテーションを防止することができる。

0048

一方、ステップS1及び/又はステップS2でNOと判定された場合、つまり、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作以外の操作が行なわれている場合、又は、ブーム操作もアーム操作も行なわれていない場合には、合流切換弁25を供給位置P4に切り換える(指令Bの出力を停止する:ステップS4)。これにより、ブーム下げとアーム押しとの複合操作時以外は、通常の回路状態となる。

0049

この通常の回路状態には、ブーム下げの単独操作時及びアーム押しの単独操作時の回路状態が含まれる。この状態では、第1油圧ポンプ14から吐出された作動油を、操作されているブームシリンダ9又はアームシリンダ10に対して供給することができる。

0050

ここで、前記ステップS4では、ブーム下げとアーム押しの複合操作以外の操作が行なわれている状態で、合流切換弁25を供給位置P4に切り換えている。これにより、前記複合操作以外の操作が行なわれている状態で制御器23から合流切換弁25への制御信号Bが出力できないような異常が生じた際であっても、その後にブームシリンダ9に対して作動油を供給することができる。

0051

以上説明したように、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作が検出された場合に合流切換弁25が遮断位置P5に切り換えられる。これにより、複合操作時に第1油圧ポンプ14からブーム用コントロールバルブ24(ブームシリンダ9)への作動油の供給を停止し、第1油圧ポンプ14からの作動油を合流回路17を経由してアームシリンダ10に確実に供給することができる。

0052

そのため、例えば、ダンプ作業を行う場合に、アーム押し動作を十分に増速することができる。しかも、第1油圧ポンプ14の容量(同ポンプの動力)を必要以上に増加させる必要がないため、省エネとなる。

0053

<第2実施形態(図4)>
第1実施形態では、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作が検出されたときに合流切換弁25を遮断位置P5に切り換えているが、合流切換弁25を切り換える条件として、さらにブームシリンダ9に要求される負荷を考慮することもできる。

0054

以下、図4を参照して、第2実施形態に係る制御器23により実行される処理について説明する。ステップS1及びS2については第1実施形態と同様である。

0055

複合操作が検出された場合(ステップS2でYESの場合)、圧力センサ27によりブームシリンダ9のロッド側室内の圧力が所定値(基準圧力)以下であるか否かが判定される(ステップS5)。

0056

つまり、ステップS5では、ブームシリンダ9に下げ方向の力が要求されているか否かが判定される。例えば、のり面(下り斜面)のならし作業を行う場合、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作を行なってバケット8をのり面に沿って移動させる。この場合、バケット8をのり面に対して押し付ける必要があるため、ブーム下げ方向の力が要求される。

0057

そして、ダンプ作業のようにブーム下げ方向の力が要求されていない場合(ステップS5でYESの場合)には、合流切換弁25を遮断位置P5に切り換える(ステップS3)。一方、ブーム下げ方向の力が要求されている場合(ステップS5でNOの場合)には、合流切換弁25を供給位置P4に切り換える(ステップS4)。

0058

第2実施形態によれば、ブーム下げ及びアーム押しの複合操作により実現される作業のうち、ブーム下げ方向に力を要する作業(ブームシリンダに負荷が生じる作業)を確実に行うことができる。

0059

<第3実施形態(図5図8)>
上述のように、前記各実施形態では、合流切換弁25を遮断位置に切り換えることにより、複合操作時においてブームシリンダ9へ余分に作動油が供給されるのを抑制することができる。そのため、以下説明する第3実施形態のように、合流切換弁25が遮断位置に切り換えられる条件下においてポンプ容量を制限することにより、省エネを図ることができる。

0060

まず、図6を参照して、制御器23は、ブーム下げの単独操作時において、ブーム用リモコン弁19の操作量の増加に応じて容量が増加するブーム単独操作時特性T1に基づいて第1油圧ポンプ14の容量を制御する。

0061

同様に、制御器23は、図7に示すように、アーム押しの単独操作時において、アーム用リモコン弁21の操作量の増加に応じて容量が増加するアーム単独操作時特性T2に基づいて第1油圧ポンプ14の容量を制御する。

0062

一方、制御器23は、合流切換弁25が遮断位置に切り換えられる条件下においては、図8に示すように、ブーム用リモコン弁19の操作量の増加に応じて容量が減少する複合操作時特性T3に基づいて第1油圧ポンプ14の容量を決定する。複合操作時特性T3は、ブーム用リモコン弁19の操作量と容量との関係が予め設定された基準操作量Eを境界としてブーム単独操作時特性T1に対し反転するように設定されている。

0063

そのため、複合操作時特性T3に基づいて容量を決定することにより、図8ハッチングで示すように、ブーム単独操作時特性T1に基づいて容量を決定する場合よりも第1油圧ポンプ14の容量を制限することができる。つまり、基準操作量Eよりもブーム下げ操作量が大きい範囲で、第1油圧ポンプ14の容量を制限することができる。

0064

さらに、制御器23は、複合操作時特性T3に基づく容量及び前記アーム単独操作時特性T2に基づく容量のうち小さい容量を第1油圧ポンプ14の容量に設定する。これにより、アーム用リモコン弁21の操作量が小さい場合に、第1油圧ポンプ14の容量をさらに小さくすることができるので、省エネの効果を向上することができる。

0065

一方、アーム用リモコン弁21の操作量が大きくても、ブーム用リモコン弁19の操作量によっては第1油圧ポンプ14の容量が小さく制限される場合がある。これは、従来のように、第1油圧ポンプ14からブームシリンダ9に余分な作動油が供給される状況を再現するためであり、このようにすることにより、省エネ効果を得ながら従来と同様の操作感をオペレータに提供することができる。

0066

上述した第1油圧ポンプ14の容量(流量)の制限は、例えば、図5にステップS6で示すように、合流切換弁25を遮断位置P5に切り換えるステップS3の後に実行することができる。一方、合流切換弁25を供給位置P4に切り換えるステップS4の後に、操作量に応じた流量制御(ステップS7)に戻すことができる。

0067

なお、ステップS6は、第1実施形態(図3)におけるステップS2の後、又は、第2実施形態(図4)におけるステップS5の後であって、ステップS3の前に実行してもよい。

0068

同様に、ステップS7は、ステップS2でNOと判定された後であって、ステップS4の前に実行してもよい。

0069

なお、前記各特性T1〜T3において、『操作量に応じて容量が増加する』とは、図6図8に示すように、レバー操作量の最小を含む範囲及び/又は最大を含む範囲に不感帯が設定されるのを許容する趣旨である。

0070

<第4実施形態>
第3実施形態における複合操作時特性T3は、ブーム下げ操作量に応じて容量が減少するように設定されているが、複合操作時特性はこれに限定されない。複合操作時特性は、基準操作量Eよりもブーム下げ操作量が大きい範囲でブーム単独操作時特性T1に基づく容量よりも容量が低く設定されていればよい。

0071

例えば、図9に示す複合操作時特性T4は、基準操作量Eよりもブーム下げ操作量が小さい範囲においてはブーム下げ操作量の増加に応じて容量が増加するように設定されている。一方、複合操作時特性T4は、基準操作量Eよりもブーム下げ操作量が大きい範囲においては容量が一定に設定されている。

0072

この複合操作時特性T4に基づいて容量を決定した場合であっても、ブーム単独操作時特性T1に基づいて容量を設定する場合と比較して、省エネを図ることができる。

0073

E基準操作量
P4 供給位置
P5遮断位置
T1ブーム単独操作時特性
T2アーム単独操作時特性
T3、T4複合操作時特性
Wタンク
1油圧ショベル(建設機械)
2下部走行体(ベースマシン)
3上部旋回体(ベースマシン)
5油圧制御装置
6 ブーム
7 アーム
9ブームシリンダ
10アームシリンダ
14 第1油圧ポンプ
14a調整器
15 第2油圧ポンプ
16ブームシリンダ回路
17合流回路
18 アームシリンダ回路
19 ブーム用リモコン弁(ブーム用操作手段)
20パイロット圧センサ(ブーム操作検出器)
21 アーム用リモコン弁(アーム用操作手段)
22 パイロット圧センサ(アーム操作検出器)
23制御器
24ブーム用コントロールバルブ
25合流切換弁
26補給回路
26a補給弁
27圧力センサ
28 第2アーム用コントロールバルブ

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