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技術 ショベル

出願人 住友建機株式会社
発明者 西川原理一
出願日 2016年3月22日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-057339
公開日 2017年9月28日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-172638
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 合流ライン 作動対象 固定容量型油圧ポンプ インチング 最小吐出量 作業要素 開口特性 ブームシリンダ圧
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(2017年9月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

ロングアタッチメント及び標準アタッチメントの何れが装着されている場合にもアタッチメントを適切に動作させることができるショベルを提供すること。

解決手段

ショベルは、下部走行体と、下部走行体上に搭載される上部旋回体と、上部旋回体に搭載されるエンジン11と、エンジン11に連結されたメインポンプ14Rと、制御弁174Rと、制御弁174Rとネガコン絞り18Rとの間に配置される中立カット弁51と、ブーム操作レバー26Aと制御弁174Rとを接続するパイロットライン60、61と、を備える。パイロットライン60は、ブーム操作レバー26Aの操作に応じて中立カット弁51の開口面積が変化してセンターバイパス管路40Rの流路面積が調整されるように、中立カット弁51に接続される。

概要

背景

パイロットラインに設けられた減圧弁を用い、ロングアタッチメント装着時には標準アタッチメント装着時に比べてブームシリンダの動作速度を制限するようにパイロット圧を制御するショベルが知られている(特許文献1参照。)。

概要

ロングアタッチメント及び標準アタッチメントの何れが装着されている場合にもアタッチメントを適切に動作させることができるショベルを提供すること。ショベルは、下部走行体と、下部走行体上に搭載される上部旋回体と、上部旋回体に搭載されるエンジン11と、エンジン11に連結されたメインポンプ14Rと、制御弁174Rと、制御弁174Rとネガコン絞り18Rとの間に配置される中立カット弁51と、ブーム操作レバー26Aと制御弁174Rとを接続するパイロットライン60、61と、を備える。パイロットライン60は、ブーム操作レバー26Aの操作に応じて中立カット弁51の開口面積が変化してセンターバイパス管路40Rの流路面積が調整されるように、中立カット弁51に接続される。

目的

上述に鑑み、ロングアタッチメント及び標準アタッチメントの何れが装着されている場合にも作業要素を適切に動作させることができるショベルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

下部走行体と、前記下部走行体上に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、前記エンジンに連結された油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動されて作業要素を動かす油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプからセンターバイパス管路を通って作動油タンクに流れる作動油の流量、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、前記油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する制御弁と、前記制御弁とネガティブコントロール絞りとの間に配置される中立カット弁と、前記油圧アクチュエータの操作装置と前記制御弁とを接続するパイロットラインと、を備え、前記パイロットラインは、前記操作装置の操作に応じて前記中立カット弁の開口面積が変化して前記センターバイパス管路の流路面積が調整されるように、前記中立カット弁に接続される、ショベル

請求項2

前記操作装置の操作量が大きいほど前記中立カット弁の開口面積は小さい、請求項1に記載のショベル。

請求項3

前記パイロットラインは、分岐点分岐して前記中立カット弁に接続され、前記パイロットラインには前記分岐点と前記中立カット弁との間に開閉弁が設けられ、前記開閉弁は、ロングアタッチメントが装着されているときに開く、請求項1又は2に記載のショベル。

請求項4

前記中立カット弁の上流からオプションスプール弁の上流に作動油を流通させる管路を有する、請求項1乃至3の何れか一項に記載のショベル。

請求項5

前記中立カット弁は、ブームシリンダ用スプール弁と前記ネガティブコントロール絞りとの間に配置される、請求項1乃至4の何れか一項に記載のショベル。

請求項6

前記中立カット弁は、アームシリンダ用スプール弁及び旋回油圧モータ用スプール弁の下流で、且つ、前記ネガティブコントロール絞りの上流に配置される、請求項1乃至4の何れか一項に記載のショベル。

請求項7

前記操作装置の初動時において、前記中立カット弁の開口面積の変化により、前記中立カット弁へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗が、前記油圧アクチュエータへ向かう作動油に関する油圧回路抵抗よりも大きくなる、請求項1乃至6の何れか一項に記載のショベル。

技術分野

0001

本発明は、ロングアタッチメント及び標準アタッチメントを選択的に装着可能なショベルに関する。

背景技術

0002

パイロットラインに設けられた減圧弁を用い、ロングアタッチメント装着時には標準アタッチメント装着時に比べてブームシリンダの動作速度を制限するようにパイロット圧を制御するショベルが知られている(特許文献1参照。)。

先行技術

0003

特開2002−38535号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、このショベルは、ロングアタッチメント及び標準アタッチメントの何れが装着されている場合にも切換弁スプール弁)を交換することはない。そのため、スプール弁の開口特性としてロングアタッチメントに適したものを採用すると標準アタッチメント装着時にブームシリンダの動き出し速度が過度に大きくなってしまうおそれがある。反対に、スプール弁の開口特性として標準アタッチメントに適したものを採用するとロングアタッチメント装着時にブームシリンダの動き出しのタイミングが遅れた上で動き出し速度が過度に大きくなってしまうおそれがある。これらの問題はロングアタッチメントの重量が標準アタッチメントの重量より大きいにもかかわらずスプール弁の開口特性が固定的であることに起因し、パイロット圧の調整では解決できない。また、これらの問題はインチングのときに顕著である。

0005

上述に鑑み、ロングアタッチメント及び標準アタッチメントの何れが装着されている場合にも作業要素を適切に動作させることができるショベルを提供することが望ましい。

課題を解決するための手段

0006

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体上に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載されるエンジンと、前記エンジンに連結された油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動されて作業要素を動かす油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプからセンターバイパス管路を通って作動油タンクに流れる作動油の流量、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、前記油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する制御弁と、前記制御弁とネガティブコントロール絞りとの間に配置される中立カット弁と、前記油圧アクチュエータの操作装置と前記制御弁とを接続するパイロットラインと、を備え、前記パイロットラインは、前記操作装置の操作に応じて前記中立カット弁の開口面積が変化して前記センターバイパス管路の流路面積が調整されるように、前記中立カット弁に接続される。

発明の効果

0007

上述の手段により、ロングアタッチメント及び標準アタッチメントの何れが装着されている場合にも作業要素を適切に動作させることができるショベルを提供できる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。
図1のショベルの駆動系の構成例を示す図である。
図1のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。
ロングアタッチメント装着時にブーム上げ操作が行われたときのブーム角度推移を示す図である。
図1のショベルに搭載される油圧システムの別の構成例を示す図である。
図1のショベルに搭載される油圧システムの更に別の構成例を示す図である。
図1のショベルに搭載される油圧システムの更に別の構成例を示す図である。

実施例

0009

最初に、図1を参照して、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベル(掘削機)について説明する。図1はショベルの側面図であり、図1(A)はロングアタッチメントが装着された状態を示し、図1(B)は標準アタッチメントが装着された状態を示す。図1に示すショベルの下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3には作業要素としてのブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端には作業要素としてのアーム5が取り付けられ、アーム5の先端に作業要素及びエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられている。ブーム4、アーム5、バケット6は、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によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体3には、キャビン3Aが設けられ、且つエンジン11等の動力源が搭載される。

0010

図2は、図1のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、電気制御系をそれぞれ二重線、太実線破線点線で示す。

0011

ショベルの駆動系は、主に、エンジン11、レギュレータ13、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、ネガコン絞り18、ネガコン圧センサ19、操作装置26、吐出圧センサ28、圧力センサ29、コントローラ30、開閉弁50、中立カット弁51等を含む。「ネガコン」はネガティブコントロールを意味する。

0012

エンジン11は、ショベルの駆動源である。本実施例では、エンジン11は、例えば、所定の回転数を維持するように動作する内燃機関としてのディーゼルエンジンである。また、エンジン11の出力軸は、メインポンプ14及びパイロットポンプ15の入力軸に連結される。

0013

メインポンプ14は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ17に供給するための装置であり、例えば、斜板可変容量型油圧ポンプである。

0014

レギュレータ13は、メインポンプ14の吐出量を制御するための装置である。本実施例では、レギュレータ13は、例えば、メインポンプ14の吐出圧、コントローラ30からの指令電流等に応じてメインポンプ14の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ14の吐出量を制御する。

0015

パイロットポンプ15は、パイロットラインを介して操作装置26を含む各種油圧制機器に作動油を供給する装置であり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。

0016

コントロールバルブ17は、ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14が吐出する作動油の流れを制御する複数の制御弁を含む。そして、コントロールバルブ17は、それら制御弁を通じ、メインポンプ14が吐出する作動油を1又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給する。それら制御弁は、メインポンプ14からセンターバイパス管路及びネガコン絞り18を通って作動油タンクに流れる作動油の流量、メインポンプ14から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、並びに、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、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、左側走行油圧モータ1L、右側走行油圧モータ1R、及び旋回油圧モータ2Aを含む。

0017

ネガコン絞り18は、レギュレータ13を制御するための制御圧であるネガコン圧を発生させる絞りである。ネガコン絞り18は、例えば、センターバイパス管路の最下流に設けられる。

0018

ネガコン圧センサ19は、ネガコン圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。ネガコン圧は、ネガコン絞り18の上流で生成される。

0019

操作装置26は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。本実施例では、操作装置26は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ15が吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力(以下、「パイロット圧」とする。)は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダルの操作方向及び操作量に応じた圧力である。

0020

吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。

0021

圧力センサ29は、操作装置26に対する操作内容を検出するためのセンサである。本実施例では、圧力センサ29は、例えば、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作装置26の操作内容は、圧力センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

0022

コントローラ30は、ショベルを制御するための制御装置である。本実施例では、コントローラ30は、例えば、CPU、RAM、NVRAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。また、コントローラ30は、開閉弁制御部300に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、対応する処理をCPUに実行させる。

0023

例えば、コントローラ30は、圧力センサ29等の出力に基づいて開閉弁制御部300による処理を実行する。そして、コントローラ30は、開閉弁制御部300の処理結果に応じた指令を適宜に開閉弁50等に対して出力する。

0024

開閉弁50は、中立カット弁51のパイロットラインの連通・遮断を制御する弁である。本実施例では、開閉弁50は、コントローラ30からの指令に応じて動作する電磁弁であり、所定の油圧アクチュエータに関連する制御弁のパイロットラインから分岐して中立カット弁51のパイロットポートまで延びるパイロットライン上に設置される。すなわち、中立カット弁51の動きを所定の制御弁の動きに連動させることができるように設置される。但し、開閉弁50は、中立カット弁51の動きを他の制御弁の動きとは無関係に制御できるように設置されてもよく、手動開閉可能な弁であってもよい。

0025

中立カット弁51は、センターバイパス管路の流路面積を調整可能な弁である。本実施例では、中立カット弁51は、ネガコン絞り18の上流に設置される可変絞り弁であり、絞り開度を低減させることでセンターバイパス管路の流路面積を低減できる。

0026

開閉弁制御部300は、開閉弁50を制御する機能要素である。開閉弁制御部300は、例えば、ロングアタッチメントが装着されている場合に開閉弁50を開位置に切り換え、標準アタッチメントが装着されている場合に開閉弁50を閉位置に切り換える。開閉弁制御部300は、例えば、コントローラ30のNVRAMに記憶されているアタッチメントタイプに関する情報に基づいてロングアタッチメントが装着されているか標準アタッチメントが装着されているかを判定する。作業者は、ロングアタッチメントを装着したときにキャビン3A内に設置された入力装置に対して所定の入力操作を行うことでNVRAMにおけるアタッチメントタイプに関する情報を更新してもよい。開閉弁制御部300は、ブームシリンダ圧センサ等の各種センサの出力に基づいてロングアタッチメントが装着されているか標準アタッチメントが装着されているかを判定してもよい。

0027

次に図3を参照し、ショベルに搭載される油圧システムの詳細について説明する。図3は、図1のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図である。図3は、図2と同様に、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、電気制御系をそれぞれ二重線、太実線、破線、点線で示す。

0028

図3において、油圧システムは、エンジン11によって駆動されるメインポンプ14L、14Rから、センターバイパス管路40L、40R、パラレル管路42L、42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。メインポンプ14L、14Rは、図2のメインポンプ14に対応する。

0029

センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブ17内に配置された制御弁171L〜175Lを通る高圧油圧ラインである。センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブ17内に配置された制御弁171R〜175Rを通る高圧油圧ラインである。

0030

制御弁171Lは、メインポンプ14Lが吐出する作動油を左側走行油圧モータ1Lへ供給し、且つ、左側走行油圧モータ1Lが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

0031

制御弁171Rは、走行直進弁としてのスプール弁である。制御弁171Rは、下部走行体1の直進性を高めるべくメインポンプ14Lから左側走行油圧モータ1L及び右側走行油圧モータ1Rのそれぞれに作動油が供給されるように作動油の流れを切り換える。具体的には、左側走行油圧モータ1L及び右側走行油圧モータ1Rと他の何れかの油圧アクチュエータとが同時に操作された場合、メインポンプ14Lは、左側走行油圧モータ1L及び右側走行油圧モータ1Rの双方に作動油を供給する。左側走行油圧モータ1L及び右側走行油圧モータ1Rが操作されたが他の油圧アクチュエータが何れも操作されていない場合には、メインポンプ14Lが左側走行油圧モータ1Lに作動油を供給し、メインポンプ14Rが右側走行油圧モータ1Rに作動油を供給する。

0032

制御弁172Lは、メインポンプ14Lが吐出する作動油をオプションの油圧アクチュエータへ供給し、且つ、オプションの油圧アクチュエータが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるオプション用スプール弁である。オプションの油圧アクチュエータは、例えば、グラップル開閉シリンダ10である。

0033

制御弁172Rは、メインポンプ14Rが吐出する作動油を右側走行油圧モータ1Rへ供給し、且つ、右側走行油圧モータ1Rが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。

0034

制御弁173Lは、メインポンプ14Lが吐出する作動油を旋回油圧モータ2Aへ供給し、且つ、旋回油圧モータ2Aが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換える旋回油圧モータ用スプール弁である。

0035

制御弁173Rは、メインポンプ14Rが吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給し、且つ、バケットシリンダ9内の作動油を作動油タンクへ排出するためのバケットシリンダ用スプール弁である。

0036

制御弁174L、174Rは、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給し、且つ、ブームシリンダ7内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるブームシリンダ用スプール弁である。本実施例では、制御弁174Lは、ブーム4の上げ操作が行われた場合にのみ作動し、ブーム4の下げ操作が行われた場合には作動しない。

0037

制御弁175L、175Rは、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるアームシリンダ用スプール弁である。

0038

パラレル管路42Lは、センターバイパス管路40Lに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路42Lは、制御弁171L〜174Lの何れかによってセンターバイパス管路40Lを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。パラレル管路42Rは、センターバイパス管路40Rに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路42Rは、制御弁172R〜174Rの何れかによってセンターバイパス管路40Rを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。

0039

レギュレータ13L、13Rは、メインポンプ14L、14Rの吐出圧に応じてメインポンプ14L、14Rの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ14L、14Rの吐出量を制御する。レギュレータ13L、13Rは、図2のレギュレータ13に対応する。レギュレータ13L、13Rは、例えば、メインポンプ14L、14Rの吐出圧が所定値以上となった場合にメインポンプ14L、14Rの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ14の吸収馬力がエンジン11の出力馬力を超えないようにするためである。

0040

ブーム操作レバー26Aは、図2の操作装置26の一例であり、ブーム4を操作するために用いられる。また、ブーム操作レバー26Aは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用して、レバー操作量に応じたパイロット圧を制御弁174L、174Rのパイロットポートに作用させる。具体的には、ブーム操作レバー26Aは、ブーム上げ方向に操作された場合に、制御弁174Lの右側パイロットポートと制御弁174Rの左側パイロットポートにパイロット圧を作用させる。また、ブーム操作レバー26Aは、ブーム下げ方向に操作された場合には、制御弁174Rの右側パイロットポートにパイロット圧を作用させる。

0041

圧力センサ29Aは、図2の圧力センサ29の一例であり、ブーム操作レバー26Aに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量(レバー操作角度)等である。

0042

右走行レバー(又はペダル)、アーム操作レバーバケット操作レバー、及び旋回操作レバー(何れも図示せず。)はそれぞれ、下部走行体1の走行、アーム5の開閉、バケット6の開閉、及び、上部旋回体3の旋回を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、ブーム操作レバー26Aと同様に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量(又はペダル操作量)に応じたパイロット圧を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁の左右何れかのパイロットポートに作用させる。また、これらの操作装置のそれぞれに対する操作者の操作内容は、圧力センサ29Aと同様、対応する圧力センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ30に対して出力される。

0043

ここで、図3の油圧システムで採用されるネガコン制御について説明する。センターバイパス管路40L、40Rは、最も下流にある制御弁175L、175Rのそれぞれと作動油タンクとの間にネガコン絞り18L、18Rを備える。ネガコン絞り18L、18Rは図2のネガコン絞り18に対応する。メインポンプ14L、14Rが吐出した作動油の流れは、ネガコン絞り18L、18Rで制限される。そして、ネガコン絞り18L、18Rは、レギュレータ13L、13Rを制御するためのネガコン圧を発生させる。

0044

ネガコン圧センサ19L、19Rは、ネガコン絞り18L、18Rの上流で発生させたネガコン圧を検出するセンサである。本実施例では、ネガコン圧センサ19L、19Rは、検出した値をコントローラ30に対して出力する。

0045

コントローラ30は、ネガコン圧に応じた指令をレギュレータ13L、13Rに対して出力する。レギュレータ13L、13Rは、指令に応じてメインポンプ14L、14Rの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ14L、14Rの吐出量を制御する。具体的には、レギュレータ13L、13Rは、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ14L、14Rの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ14L、14Rの吐出量を増大させる。

0046

油圧アクチュエータが何れも操作されていない場合(以下、「待機モード」とする。)、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油は、センターバイパス管路40L、40Rを通ってネガコン絞り18L、18Rに至る。メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油の流量が大きいほど、ネガコン絞り18L、18Rの上流で発生するネガコン圧は大きくなる。ネガコン圧が所定値以上になると、レギュレータ13L、13Rは、メインポンプ14L、14Rの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンターバイパス管路40L、40Rを通過する際の圧力損失ポンピングロス)を抑制する。

0047

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油のうちネガコン絞り18L、18Rに至る量が減少或いは消失すると、ネガコン絞り18L、18Rの上流で発生するネガコン圧が低下する。レギュレータ13L、13Rは、ネガコン圧の低下に応じてメインポンプ14L、14Rの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。

0048

上述のような構成により、図3の油圧システムは、待機モードにおいては、メインポンプ14L、14Rにおける無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油がセンターバイパス管路40L、40Rで発生させるポンピングロスを含む。

0049

また、図3の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ14L、14Rから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できるようにする。

0050

次に、共通の油圧システムでロングアタッチメント及び標準アタッチメントの双方の適切な動作を可能にする構成上の特徴にについて説明する。

0051

開閉弁制御部300は、ロングアタッチメントが装着されている場合に開閉弁50を開位置に切り換える。このとき、ブーム操作レバー26Aが上げ方向に操作されると、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン60及びパイロットライン61を通じて制御弁174Lの右側パイロットポート及び制御弁174Rの左側パイロットポートに作用する。そのため、制御弁174Lは、左方に移動してポンプシリンダポート(PCポート)の開口面積を増大させる。制御弁174Rは、右方に移動してPCポート及びシリンダタンクポート(CTポート)のそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、ポンプ−タンクポート(PTポート)の開口面積を低減させる。その結果、パラレル管路42L及び制御弁174LのPCポートを通じてブームシリンダ7のボトム側油室に作動油が流入する。また、パラレル管路42R及び制御弁174RのPCポートを通じてブームシリンダ7のボトム側油室に作動油が流入し、且つ、ブームシリンダ7のロッド側油室から制御弁174RのCTポートを通じて作動油タンクに向かって作動油が流出する。センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は、制御弁174RのPTポートで制限される。

0052

また、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン60上の分岐点BF1から分岐するパイロットライン62、開閉弁50、及びパイロットライン63を通じて中立カット弁51のパイロットポートに作用する。そのため、中立カット弁51は、左方に移動して絞り開度(開口面積)を低減させる。その結果、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は中立カット弁51の絞りで更に制限される。これにより、ブーム操作レバー26Aが中立位置から操作される初動時において、中立カット弁51へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗が、ブームシリンダ7のボトム側油室へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗よりも大きくなる。

0053

センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量が制限されると、パラレル管路42R及び制御弁174RのPCポートを通じてブームシリンダ7のボトム側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大する。

0054

一方、仮に開閉弁50が閉位置のまま維持されていた場合には、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じて生成されたパイロット圧が中立カット弁51のパイロットポートに作用することはなく、中立カット弁51が左方に移動して絞り開度を低減させることもない。そのため、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は中立カット弁51の絞りで制限されることはなく、ブームシリンダ7のボトム側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大することもない。その結果、標準アタッチメントが装着されているときに比べてブームシリンダ7の伸張力が増大することはなく、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合にはブーム上げ操作が行われたときのブーム4の動きがもたついてしまう。

0055

このように、図3の油圧システムは、ロングアタッチメント装着時に開閉弁50を開位置に切り換えることで、ブーム操作レバー26Aが上げ方向に操作された場合、標準アタッチメントが装着されているときに比べてブームシリンダ7の伸張力を増大させることができる。その結果、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合であっても標準アタッチメントが装着されている場合と同様にブーム4を上昇させることができる。具体的には、ブーム4の上昇遅れ、ブーム4の上昇開始時の飛び出し(急激な上昇)等を防止でき、インチング性を向上させることができる。

0056

図4はロングアタッチメント装着時にブーム上げ操作が行われたときのブーム角度の推移を示す図である。図4において、実線は開閉弁50が開位置にあるときの推移を示し、破線は開閉弁50が閉位置にあるときの推移を示す。図4(A)はブーム角度の時間的推移を示し、図4(B)はブーム操作レバー26Aの上げ方向の操作量の時間的推移を示す。ブーム角度は、例えば、図1(A)に示す状態で値ゼロとなり、ブーム4が上昇するにつれて増大する。

0057

図4(B)に示すように時刻t1でブーム操作レバー26Aの上げ方向への操作が開始されて操作量が徐々に増大すると、開閉弁50が開位置にある場合にはブーム4は直ちに上昇を開始し、ブーム角度は図4(A)の実線で示すように増大を開始する。そして、ブーム角度はブーム操作レバー26Aの操作量が増大するにつれて滑らかに増大する。

0058

一方、開閉弁50が閉位置にある場合には、時刻t2においてブーム操作レバー26Aの操作量が値m2に達するまではブーム4は上昇せず、ブーム角度は図4(A)の破線で示すようにゼロのまま推移する。ロングアタッチメントの重量によるブームシリンダ7を収縮させようとする収縮力が、メインポンプ14が吐出する作動油によるブームシリンダ7を伸張させようとする伸張力を上回っているためである。

0059

そして、時刻t2においてブーム操作レバー26Aの操作量が値m2に達すると、図4(A)の破線で示すようにブーム角度は増大を開始し、時刻t3においてブーム操作レバー26Aの操作量が値m3に達するまで比較的急激に増大する。伸張力が収縮力を上回ったときにはメインポンプ14の吐出量が既にある程度(値m2に対応する量)まで増大しているためである。

0060

その後、時刻t3においてブーム操作レバー26Aの操作量が値m3に達すると、ブーム角度の増加率は、開閉弁50が閉位置にある場合の増加率と同じになる。

0061

このように、コントローラ30は、開閉弁50を開位置にすることで、ロングアタッチメントが装着されている場合であっても標準アタッチメントが装着されている場合と同じようにブーム4を上昇させることができる。

0062

次に図5を参照し、共通の油圧システムでロングアタッチメント及び標準アタッチメントの双方の適切な動作を可能にする構成上の特徴の別の一例について説明する。図5の油圧システムは、中立カット弁51が主としてオプションの油圧アクチュエータの動きを強めるために用いられる点、開閉弁50が省略されている点、及び、パイロットライン60上の分岐点BF1とパイロットライン63とを繋ぐパイロットライン62がロングアタッチメント装着時にのみ取り付けられる点で図3の油圧システムと相違する。その他の点においては図5の油圧システムと図3の油圧システムとは共通である。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

0063

最初に標準アタッチメントが装着されている場合について説明する。この場合、太点線DTで囲まれたシャトル弁53及びパイロットライン62は取り外され、パイロットライン63はパイロットライン66に直結されている。

0064

このとき、グラップル操作レバー26Bが閉じ方向に操作されると、グラップル操作レバー26Bの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン64及びパイロットライン65を通じて制御弁172Lの右側パイロットポートに作用する。そのため、制御弁172Lは、左方に移動してPCポート及びCTポートのそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、PTポートの開口面積を低減させる。その結果、パラレル管路42L及び制御弁172LのPCポートを通じてグラップル開閉シリンダ10のボトム側油室に作動油が流入し、且つ、グラップル開閉シリンダ10のロッド側油室から制御弁172LのCTポートを通じて作動油タンクに向かって作動油が流出する。センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は、制御弁172LのPTポートで制限される。グラップル操作レバー26Bの操作量は、圧力センサ29Bで検出される。グラップル操作レバー26Bはグラップル操作ペダルであってもよい。

0065

また、グラップル操作レバー26Bの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン64上の分岐点BF2から分岐するパイロットライン66及びパイロットライン63を通じて中立カット弁51のパイロットポートに作用する。そのため、中立カット弁51は、左方に移動して絞り開度を低減させる。その結果、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は中立カット弁51の絞りで制限される。これにより、グラップル操作レバー26B(又はグラップル操作ペダル)が中立位置から操作される初動時において、中立カット弁51へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗が、グラップル開閉シリンダ10のボトム側油室へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗よりも大きくなる。

0066

中立カット弁51を流れる作動油の流量が制限されると、合流ライン43を通じてグラップル開閉シリンダ10のボトム側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大する。

0067

このように、図5の油圧システムは、グラップル操作レバー26Bが閉じ方向に操作された場合に中立カット弁51の絞り開度を低減させる。そのため、メインポンプ14Rが吐出する作動油を、メインポンプ14Lが吐出する作動油に合流させながらグラップル開閉シリンダ10のボトム側油室に流入させることができる。その結果、グラップル開閉シリンダ10の伸張力を増大させてグラップルの掴力を増大させることができる。

0068

次にロングアタッチメントが装着されている場合について説明する。この場合、太点線DTで囲まれたシャトル弁53及びパイロットライン62が装着される。そして、パイロットライン62のパイロット圧とパイロットライン66のパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧がシャトル弁53で選択されてパイロットライン63を通じて中立カット弁51のパイロットポートに作用する。

0069

このとき、ブーム操作レバー26Aが上げ方向に操作されると、図5の油圧システムは図3の油圧システムと同じように動作する。

0070

グラップル操作レバー26Bが閉じ方向に操作されると、図5の油圧システムは、標準アタッチメントが装着されている場合と同じように、すなわちシャトル弁53及びパイロットライン62が取り外されている場合と同じように動作する。

0071

このように、図5の油圧システムは、ロングアタッチメント装着時にシャトル弁53及びパイロットライン62を取り付けることで、ブーム操作レバー26Aが上げ方向に操作された場合、標準アタッチメントが装着されているときに比べてブームシリンダ7の伸張力を増大させることができる。その結果、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合であっても標準アタッチメントが装着されている場合と同様にブーム4を上昇させることができる。

0072

図5の例では、中立カット弁51は主としてオプションの油圧アクチュエータの動きを強めるために用いられるが、主としてエンジン負荷の増大のために用いられてもよい。エンジン負荷の増大は、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタ再生処理のために実行される。この場合、コントローラ30は、操作装置26に対する操作の有無とは無関係に、パイロットポンプ15と中立カット弁51とを接続するパイロットラインに設けられた開閉弁を制御することで中立カット弁51の絞り開度を調整してもよい。

0073

次に図6を参照し、共通の油圧システムでロングアタッチメント及び標準アタッチメントの双方の適切な動作を可能にする構成上の特徴の更に別の一例について説明する。図6の油圧システムは、アーム操作レバー26Cが閉じ方向に操作された場合に中立カット弁51の絞り開度を低減させる点で図3の油圧システムと相違する。図3の油圧システムは、ブーム操作レバー26Aが上げ方向に操作された場合に中立カット弁51の絞り開度を低減させる。その他の点においては図5の油圧システムと図3の油圧システムとは共通である。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。アーム操作レバー26Cの操作量は、圧力センサ29Cで検出される。

0074

開閉弁制御部300は、ロングアタッチメントが装着されている場合に開閉弁50を開位置に切り換える。このとき、アーム操作レバー26Cが閉じ方向に操作されると、アーム操作レバー26Cの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン67及びパイロットライン68を通じて制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに作用する。そのため、制御弁175Lは、左方に移動してPCポート及びCTポートのそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、PTポートの開口面積を低減させる。同様に、制御弁175Rは、右方に移動してPCポート及びCTポートのそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、PTポートの開口面積を低減させる。その結果、パラレル管路42L及び制御弁175LのPCポートを通じてアームシリンダ8のボトム側油室に作動油が流入し、且つ、アームシリンダ8のロッド側油室から制御弁175LのCTポートを通じて作動油タンクに向かって作動油が流出する。同様に、パラレル管路42R及び制御弁175RのPCポートを通じてアームシリンダ8のボトム側油室に作動油が流入し、且つ、アームシリンダ8のロッド側油室から制御弁175RのCTポートを通じて作動油タンクに向かって作動油が流出する。センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は制御弁175LのPTポートで制限され、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は制御弁175RのPTポートで制限される。

0075

また、アーム操作レバー26Cの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン67上の分岐点BF3から分岐するパイロットライン69、開閉弁50、及びパイロットライン70を通じて中立カット弁51のパイロットポートに作用する。そのため、中立カット弁51は、左方に移動して絞り開度を低減させる。その結果、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は中立カット弁51の絞りで更に制限される。これにより、アーム操作レバー26Cが中立位置から操作される初動時において、中立カット弁51へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗が、アームシリンダ8のボトム側油室へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗よりも大きくなる。

0076

センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量が制限されると、パラレル管路42R及び制御弁175RのPCポートを通じてアームシリンダ8のボトム側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大する。

0077

一方、仮に開閉弁50が閉位置のまま維持されていた場合には、アーム操作レバー26Cの操作量に応じて生成されたパイロット圧が中立カット弁51のパイロットポートに作用することはなく、中立カット弁51が左方に移動して絞り開度を低減させることもない。そのため、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は中立カット弁51の絞りで制限されることはなく、アームシリンダ8のボトム側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大することもない。その結果、標準アタッチメントが装着されているときに比べてアームシリンダ8の伸張力が増大することはなく、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合にはアーム閉じ操作が行われたときのアーム5の動きがもたついてしまう。

0078

このように、図6の油圧システムは、ロングアタッチメント装着時に開閉弁50を開位置に切り換えることで、アーム操作レバー26Cが閉じ方向に操作された場合、標準アタッチメントが装着されているときに比べてアームシリンダ8の伸張力を増大させることができる。その結果、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合であっても標準アタッチメントが装着されている場合と同様にアーム5を閉じることができる。

0079

次に図7を参照し、共通の油圧システムでロングアタッチメント及び標準アタッチメントの双方の適切な動作を可能にする構成上の特徴の更に別の一例について説明する。図7の油圧システムは、アーム操作レバー26Cが開き方向に操作された場合、又は、旋回操作レバー26Dが操作された場合に中立カット弁51Aの絞り開度を低減させる点で図3の油圧システムと相違する。図3の油圧システムは、ブーム操作レバー26Aが上げ方向に操作された場合に中立カット弁51の絞り開度を低減させる。その他の点においては図7の油圧システムと図3の油圧システムとは共通である。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。図7は、明瞭化のため、左旋回に関するパイロットラインを図示し、同様の構成である右旋回に関するパイロットラインの図示を省略する。旋回操作レバー26Dの操作量は、圧力センサ29Dで検出される。

0080

開閉弁制御部300は、ロングアタッチメントが装着されている場合に開閉弁50A1及び開閉弁51A2を開位置に切り換える。このとき、アーム操作レバー26Cが開き方向に操作されると、図7の油圧システムは図6の油圧システムでアーム操作レバー26Cが閉じ方向に操作されたときと同じように動作する。

0081

具体的には、アーム操作レバー26Cが開き方向に操作されると、アーム操作レバー26Cの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン71及びパイロットライン72を通じて制御弁175Lの左側パイロットポート及び制御弁175Rの右側パイロットポートに作用する。そのため、制御弁175Lは、右方に移動してPCポート及びCTポートのそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、PTポートの開口面積を低減させる。同様に、制御弁175Rは、左方に移動してPCポート及びCTポートのそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、PTポートの開口面積を低減させる。その結果、パラレル管路42L及び制御弁175LのPCポートを通じてアームシリンダ8のロッド側油室に作動油が流入し、且つ、アームシリンダ8のボトム側油室から制御弁175LのCTポートを通じて作動油タンクに向かって作動油が流出する。また、パラレル管路42R及び制御弁175RのPCポートを通じてアームシリンダ8のボトム側油室に作動油が流入し、且つ、アームシリンダ8のロッド側油室から制御弁175RのCTポートを通じて作動油タンクに向かって作動油が流出する。センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は制御弁175LのPTポートで制限され、センターバイパス管路40Rを流れる作動油の流量は制御弁175RのPTポートで制限される。

0082

また、アーム操作レバー26Cの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン71上の分岐点BF4から分岐するパイロットライン74、開閉弁50A1、合流点MP、及びパイロットライン73を通じて中立カット弁51Aのパイロットポートに作用する。そのため、中立カット弁51Aは、右方に移動して絞り開度を低減させる。その結果、センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は中立カット弁51Aの絞りで更に制限される。これにより、アーム操作レバー26Cが中立位置から操作される初動時において、中立カット弁51Aへ向かう作動油に関する油圧回路抵抗が、アームシリンダ8のロッド側油室へ向かう作動油に関する油圧回路抵抗よりも大きくなる。

0083

センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量が制限されると、パラレル管路42L及び制御弁175LのPCポートを通じてアームシリンダ8のロッド側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大する。

0084

一方、仮に開閉弁50A1が閉位置のまま維持されていた場合には、アーム操作レバー26Cの操作量に応じて生成されたパイロット圧が中立カット弁51Aのパイロットポートに作用することはなく、中立カット弁51Aが右方に移動して絞り開度を低減させることもない。そのため、センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は中立カット弁51Aの絞りで制限されることはなく、アームシリンダ8のロッド側油室に流入する作動油の圧力及び流量が増大することもない。その結果、標準アタッチメントが装着されているときに比べてアームシリンダ8の収縮力が増大することはなく、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合にはアーム開き操作が行われたときのアーム5の動きがもたついてしまう。

0085

このように、図7の油圧システムは、ロングアタッチメント装着時に開閉弁50A1を開位置に切り換えることで、アーム操作レバー26Cが開き方向に操作された場合、標準アタッチメントが装着されているときに比べてアームシリンダ8の収縮力を増大させることができる。その結果、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合であっても標準アタッチメントが装着されている場合と同様にアーム5を開くことができる。

0086

次に旋回操作レバー26Dが左旋回方向に操作された場合について説明する。なお、以下の説明は、旋回操作レバー26Dが右旋回方向に操作された場合にも左右を読み替えることで同じように適用される。

0087

旋回操作レバー26Dが左旋回方向に操作されると、旋回操作レバー26Dの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン75及びパイロットライン76を通じて制御弁173Lの左側パイロットポートに作用する。そのため、制御弁173Lは、右方に移動してPCポート及びCTポートのそれぞれの開口面積を増大させ、且つ、PTポートの開口面積を低減させる。その結果、パラレル管路42L及び制御弁173LのPCポートを通じて旋回油圧モータ2Aの吸入ポートに作動油が流入する。センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は、制御弁173LのPTポートで制限される。

0088

また、旋回操作レバー26Dの操作量に応じて生成されたパイロット圧は、パイロットライン75上の分岐点BF5から分岐するパイロットライン77、開閉弁50A2、パイロットライン78、合流点MP、及びパイロットライン73を通じて中立カット弁51Aのパイロットポートに作用する。そのため、中立カット弁51Aは、右方に移動して絞り開度を低減させる。その結果、センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は中立カット弁51Aの絞りで更に制限される。これにより、旋回操作レバー26Dが中立位置から操作される初動時において、中立カット弁51Aへ向かう作動油に関する油圧回路抵抗が、旋回油圧モータ2Aの吸入ポートへ向かう作動油に関する油圧回路抵抗よりも大きくなる。

0089

センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量が制限されると、パラレル管路42L及び制御弁173LのPCポートを通じて旋回油圧モータ2Aの吸入ポートに流入する作動油の圧力及び流量が増大する。

0090

一方、仮に開閉弁50A2が閉位置のまま維持されていた場合には、旋回操作レバー26Dの操作量に応じて生成されたパイロット圧が中立カット弁51Aのパイロットポートに作用することはなく、中立カット弁51Aが右方に移動して絞り開度を低減させることもない。そのため、センターバイパス管路40Lを流れる作動油の流量は中立カット弁51Aの絞りで制限されることはなく、旋回油圧モータ2Aの吸入ポートに流入する作動油の圧力及び流量が増大することもない。その結果、標準アタッチメントが装着されているときに比べて旋回油圧モータ2Aの回転力が増大することはなく、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合には左旋回操作が行われたときの上部旋回体3の動きがもたついてしまう。

0091

このように、図7の油圧システムは、ロングアタッチメント装着時に開閉弁50A2を開位置に切り換えることで、旋回操作レバー26Dが左旋回方向に操作された場合、標準アタッチメントが装着されているときに比べて旋回油圧モータ2Aの回転力を増大させることができる。その結果、標準アタッチメントより重いロングアタッチメントが装着された場合であっても標準アタッチメントが装着されている場合と同様に上部旋回体3を左旋回させることができる。

0092

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

0093

例えば、上述の実施例では、図3図5図6、及び図7のそれぞれの油圧システムを別個独立の油圧システムとして説明したが、各油圧システムの特徴は互いに組み合わされてもよい。例えば、制御弁171L〜175Lのそれぞれに関するパイロットラインは、開閉弁50を介し、或いは取り外し可能なパイロットラインを介し、制御弁175Lとネガコン絞り18Lとの間に設けられた中立カット弁51に接続されていてもよい。同様に、制御弁171R〜175Rのそれぞれに関するパイロットラインは、開閉弁50を介し、或いは取り外し可能なパイロットラインを介し、制御弁175Rとネガコン絞り18Rとの間に設けられた中立カット弁51に接続されていてもよい。

0094

1・・・下部走行体1L・・・左側走行油圧モータ1R・・・右側走行油圧モータ2・・・旋回機構2A・・・旋回油圧モータ3・・・上部旋回体3A・・・キャビン4・・・ブーム5・・・アーム6・・・バケット7・・・ブームシリンダ8・・・アームシリンダ9・・・バケットシリンダ10・・・グラップル開閉シリンダ11・・・エンジン13、13L、13R・・・レギュレータ14、14L、14R・・・メインポンプ15・・・パイロットポンプ17・・・コントロールバルブ18、18L、18R・・・ネガコン絞り19、19L、19R・・・ネガコン圧センサ26・・・操作装置26A・・・ブーム操作レバー26B・・・グラップル操作レバー 26C・・・アーム操作レバー26D・・・旋回操作レバー28、28L、28R・・・吐出圧センサ29、29A〜29D・・・圧力センサ30・・・コントローラ40L、40R・・・センターバイパス管路42L、42R・・・パラレル管路43・・・合流ライン50、50A1、50A2・・・開閉弁51、51A・・・中立カット弁53・・・シャトル弁60〜78・・・パイロットライン171L〜175L、171R〜175R・・・制御弁300・・・開閉弁制御部

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