JP2001262629A - 作業機械におけるブームシリンダ制御回路 - Google Patents

作業機械におけるブームシリンダ制御回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーカによる砕石作業や、バケットを地面
に沿って前後移動させる作業を行うような場合に、ブー
ム操作を容易にする。 【解決手段】 ブームシリンダ１０の制御回路に、コン
トロールバルブ１３を経由することなくブームシリンダ
のヘッド側油室１０ｂ、ロッド側油室１０ａの油を油タ
ンク１２に流す下降側排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆを
設けると共に、これら排出油路を開閉すべく作動する第
二電磁弁２１、第三電磁弁２２を設けた。

Description

【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
作業機械におけるブームシリンダ制御回路の技術分野に
属するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業機械にお
いて、基端部が機体本体に上下揺動自在に支持されるブ
ームの先端部にスティックを前後揺動自在に支持せし
め、該スティックの先端部にバケットやブレーカ、クラ
ムシェル等のツールを取付けたものがある。このものに
おいて、例えば図５に示すごとく、バケット７を地面に
沿って前後方向に移動させて平坦地に転がる岩の除去作
業を行うような場合には、スティック６の操作の他にブ
ーム５の上下動の操作を同時に行うことになる。また、
図６に示すごとく、ブレーカ８を用いて砕石作業を行う
場合には、ブーム５を下降側に操作してブレーカ８を岩
に押し付け、常にブレーカ８に適切な推力がかかるよう
にして作業する必要がある。さらにまた、クラムシェル
を用いて物をすくい上げる作業を行う場合には、クラム
シェルが物に接触するまでブームを下降させることにな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したバ
ケットを地面に沿って前後方向に移動させる作業は、ス
ティック操作とブーム操作とを同時かつ適切に行わない
と、バケット先端が地面にくい込んだり地面から持ち上
がったりして、作業効率が低下する。また、ブレーカ作
業は、ブームを下方に押し付ける力が大きすぎると機体
が持ち上がって作業しづらく、またブームを下方に押し
付ける力が小さすぎると必要な推力が得られないことに
なって、その兼合いが難しい。さらに、クラムシェルに
よる作業は、クラムシェルがすいく上げる物に接触した
ことを認識してブーム下降の操作を停止する必要があ
る。このため、これらの作業は、ブーム操作に常に作業
に細心の注意を払わなければならず、操作が煩雑であっ
てオペレータの疲労度が増加するという問題がある。さ
らに、ブーム操作に伴いブームシリンダに圧油が供給さ
れるため、燃料消費量が多くなって燃費性に劣るという
問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題があ
った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、ブームを上下動させるためのブ
ームシリンダを備えた作業機械において、該ブームシリ
ンダの制御回路に、操作具操作に基づいてブームシリン
ダへの圧油供給排出制御を行うコントロールバルブと、
該コントロールバルブを経由することなくブームシリン
ダのヘッド側油室の油を油タンク側に流す下降側排出油
路と、該下降側排出油路の開閉制御を行う制御手段とを
設けたものである。そして、この様にすることにより、
下降側排出油路を開放したときにブームシリンダのヘッ
ド側油室からの油の排出が許容されることになって、ブ
ームは自重で下動することになり、例えばブレーカを用
いて砕石作業を行うような場合に、ブーム操作が容易に
なると共に、消費燃料の軽減に寄与できる。このものに
おいて、ブームシリンダの制御回路に、さらに、コント
ロールバルブを経由することなくブームシリンダのロッ
ド側油室の油を油タンク側に流す上昇側排出油路と、該
上昇側排出油路の開閉制御を行う制御手段とを設けるこ
とにより、下降および上昇側排出油路を開放したときに
ブームシリンダのヘッド側およびロッド側油室からの油
の排出が許容されることになって、ブームは自重で下動
すると共に外力により上動することになり、例えばバケ
ットを地面に沿って前後方向に移動させる作業を行うよ
うな場合に、ブーム操作が容易になると共に、消費燃料
の軽減に寄与できる。また、これらのものにおいて、下
降側排出油路は、操作具をブーム下降側に操作すること
に基づいて開くように制御される一方、該下降側排出油
路が開いているときには、操作具をブーム下降側に操作
してもコントロールバルブからブームシリンダへの圧油
供給はなされないように制御することにより、オペレー
タが意図しないときにブームが不用意に自重で下動して
しまうことを回避できる。また、これらのものにおい
て、下降側排出油路、上昇側排出油路の開閉制御を行う
制御手段は、排出油路を開く開位置と、排出油路を閉じ
る閉位置とに切換自在な電磁弁を用いて構成することが
できる。さらにこのものは、ブームシリンダの制御回路
に、操作具がブーム下降側に操作されていない状態では
ブームシリンダのヘッド側油室からの油の排出は阻止す
るが、ブーム下降側に操作されることに基づいてヘッド
側油室からの油の排出を許容する自重降下防止用バルブ
が設けられているものにも、実施できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図面において、１は油圧ショベル
であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行
体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回
体３、該上部旋回体３に装着されるフロントアタッチメ
ント４等の各部から構成されており、さらに該フロント
アタッチメント４は、上部旋回体３に上下揺動自在に支
持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在
に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に
前後揺動自在に取付けられるバケット７等の各部材を用
いて構成されている等の基本的構成は、従来通りであ
る。尚、スティック６の先端部には、油圧ショベル１の
行う作業内容に応じて、前記バケット７に替えてブレー
カ８、クラムシェル（図示せず）等の種々のツールが取
付けられる。
【０００６】１０は前記ブーム５を上下揺動させるため
のブームシリンダであって、該ブームシリンダ１０の圧
油供給排出回路を図２に示すが、該図２において、１１
は油圧ポンプ、１２は油タンク、１３はブーム用のコン
トロールバルブであって、該コントロールバルブ１３
は、油圧ポンプ１１に接続される第一ポート１３ａ、油
タンク１２に接続される第二ポート１３ｂ、ブームシリ
ンダ１０のロッド側（シリンダ縮小側）油室１０ａに接
続される第三ポート１３ｃ、後述するロジック弁１４を
介してブームシリンダ１０のヘッド側（シリンダ伸長
側）油室１０ｂに接続される第四ポート１３ｄ、および
伸長側、縮小側のパイロットポート１３ｅ、１３ｆを備
えた三位置切換弁で構成されている。
【０００７】そして前記コントロールバルブ１３は、両
パイロットポート１３ｅ、１３ｆにパイロット圧が供給
されていない状態では、第一〜第四ポート１３ａ〜１３
ｄを閉じる中立位置Ｎに位置しているが、伸長側パイロ
ットポート１３ｅにパイロット圧が供給されることによ
り、第一ポート１３ａから第四ポート１３ｄに至る弁
路、および第三ポート１３ｃ〜第二ポート１３ｂに至る
弁路を開いて、油圧ポンプ１１からの圧油をロジック弁
１４を介してブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂ
に供給する一方、ロッド側油室１０ａからの排出油を油
タンク１２に流す伸長側位置Ｘに切換わるように構成さ
れている。また、縮小側パイロットポート１３ｆにパイ
ロット圧が供給されることにより、第一ポート１３ａか
ら第三ポート１３ｃに至る弁路、および第四ポート１３
ｄから第二ポート１３ｂに至る弁路を開いて、油圧ポン
プ１１からの圧油をブームシリンダ１０のロッド側油室
１０ａに供給する一方、ヘッド側油室１０ｂからの排出
油をロジック弁１４を介して油タンク１２に流す縮小側
位置Ｙに切換わるように構成されている。
【０００８】また、１５Ａ、１５Ｂは伸長側、縮小側の
パイロットバルブであって、このものは、ブーム用の操
作レバー１６をブーム上昇側（シリンダ伸長側）または
ブーム下降側（シリンダ縮小側）に操作することに伴
い、該操作された側のパイロットバルブ１５Ａまたは１
５Ｂからパイロット圧を出力するようになっている。
【０００９】そして、前記伸長側パイロットバルブ１５
Ａから出力されたパイロット圧は、コントロールバルブ
１３の伸長側パイロットポート１３ｅに供給されるよう
になっている。また、縮小側パイロットバルブ１５Ｂか
ら出力されたパイロット圧は、後述する第一電磁弁１７
を介してコントロールバルブ１３の縮小側パイロットポ
ート１３ｆに供給されると共に、後述する制御弁１８の
パイロットポート１８ａに供給されるようになってい
る。さらに、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロ
ット圧が出力されると、該圧力が圧力センサ１９により
検出されるようになっている。
【００１０】前記第一電磁弁１７は二位置切換弁であっ
て、このものは、ソレノイド１７ａの非励磁状態では、
前記縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイ
ロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロットポート
１３ｆに供給する第一位置Ｘに位置しているが、後述す
る制御部２０からの指令に基づいてソレノイド１７ａが
励磁することにより、コントロールバルブ縮小側パイロ
ットポート１３ｆにパイロット圧を供給しない第二位置
Ｙに切換わるように構成されている。
【００１１】また、前記制御弁１８は、パイロットポー
ト１８ａおよび第一〜第三ポート１８ｂ〜１８ｄを備え
た二位置切換弁であって、パイロットポート１８ａは、
前述したように縮小側パイロットバルブ１５Ｂに接続さ
れており、また第一ポート１８ｂは後述するロジック弁
１４の第一パイロットポート１４ｅに、第二ポート１８
ｃはロジック弁１４の第二パイロットポート１４ｈに、
第三ポート１８ｄは油タンク１２にそれぞれ接続されて
いる。
【００１２】そして前記制御弁１８は、パイロットポー
ト１８ａにパイロット圧が供給されていないときには、
第一ポート１８ｂと第二ポート１８ｃとを連通する弁路
を開き、かつ第三ポート１８ｄを閉じる第一位置Ｘに位
置しているが、パイロットポート１８ａにパイロット圧
が供給されることにより、第一ポート１８ｂを閉じ、か
つ第二ポート１８ｃから第三ポート１８ｄに至る弁路を
開く第二位置Ｙに切換わるように設定されている。
【００１３】一方、前記ロジック弁１４は、ポペット１
４ａを用いて構成されるものであって、第一ポート１４
ｂが形成された第一油室１４ｃ、第二ポート１４ｄおよ
び第一パイロットポート１４ｅが形成された第二油室１
４ｆ、弾機１４ｇが収納され、かつ第二パイロットポー
ト１４ｈが形成された弾機収納室１４ｉ等を備えてい
る。
【００１４】前記ロジック弁１４の第一ポート１４ｂは
コントロールバルブ１３の第四ポート１３ｄに、第二ポ
ート１４ｄはブームシリンダ１０のヘッド側油室１０ｂ
に、第一パイロットポート１４ｅは前述したように制御
弁１８の第一ポート１８ｂに、第二パイロットポート１
４ｈは制御弁１８の第二ポート１８ｃにそれぞれ接続さ
れている。また前記弾機１４ｇは、ポペット１４ａを、
後述する閉鎖位置側に向けて押圧するように設定されて
いる。
【００１５】そしてロジック弁１４は、制御弁１８が第
一位置Ｘに位置している状態では、ブームシリンダ１０
のヘッド側油室１０ｂの圧力が第二ポート１４ｄ、第二
油室１４ｆ、第一パイロットポート１４ｅ、第一位置Ｘ
の制御弁１８、第二パイロットポート１４ｈを経由して
弾機収納室１４ｉに導入され、該弾機収納室１４ｉに導
入された圧力がポペット１４ａを閉鎖位置側に向けて押
圧する力として作用するようになっている。一方、制御
弁１８が第二位置Ｙに位置している状態では、上記ブー
ムシリンダヘッド油室１０ｂの圧力が弾機収納室１４ｉ
に導入されないと共に、弾機収納室１４ｉの油は、第二
位置Ｙの制御弁１８を経由して油タンク１２に流れるよ
うになっている。
【００１６】前記ポペット１４ａは、第一油室１４ｃと
第二油室１４ｆとを連通する弁路１４ｋを閉じてブーム
シリンダヘット側油室１０ｂへの油の出入りを阻止する
閉鎖位置（図２におけるポペット１４ａの位置）と、上
記弁路１４ｋを開いてブームシリンダヘット側油室１０
ｂへの油の出入りを許容する開放位置（図３、４におけ
るポペット１４ａの位置）とに移動自在に構成されてい
る。ここで、前述したように、弾機収納室１４ｉに導入
された圧力および弾機１４ｇの押圧力はポペット１４ａ
を閉鎖位置側に押圧する力として作用し、また第一油室
１４ｃおよび第二油室１４ｆに入力された圧力はポペッ
ト１４ａを開放位置側に押圧する力として作用するよう
に設定されている。そして、前記制御弁１８が第一位置
Ｘに位置している状態では、ポペット１４ａは、弾機収
納室１４ｉに導入された圧力Ａと弾機１４ｇの押圧力Ｂ
との合計圧力（Ａ＋Ｂ）により閉鎖位置側に押圧されて
いるが、上記合計圧力（Ａ＋Ｂ）は、ブームシリンダヘ
ッド側油室１０ｂから第二油室１４ｆに入力されてポペ
ット１４ａを開放位置側に押圧する圧力Ｃよりは大きい
（Ａ＋Ｂ＞Ｃ）が、該圧力Ｃと油圧ポンプ１１から伸長
側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して第一油室
１４ｃに入力されてポペット１４ａを開放位置側に押圧
する圧力Ｄとの合計圧力（Ｃ＋Ｄ）よりも小さく（Ａ＋
Ｂ＜Ｃ＋Ｄ）設定されている。而して、制御弁１８が第
一位置Ｘに位置している状態、つまりブーム用操作レバ
ー１６がブーム下降側に操作されていないときには、ポ
ペット１４ａは、油圧ポンプ１１からの圧油が第一油室
１４ｃに入力されない限りは閉鎖位置に保持されて、ブ
ームシリンダヘッド側油室１０ｂからの油の排出を阻止
する一方、ブーム用操作レバー１６がブーム上昇側に操
作されて油圧ポンプ１１からの圧油が第一油室１４ｃに
入力されることにより、開放位置に位置するように構成
されている。また、制御弁１８が第二位置Ｙに位置して
いる状態では、ポペット１４ａは弾機１４ｇの押圧力Ｂ
のみで閉鎖位置側に押圧されることになるが、該弾機１
４ｇの押圧力Ｂは、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂ
から第二油室１４ｆに入力されてポペット１４ａを開放
位置側に押圧する圧力Ｃよりも小さく（Ｂ＜Ｃ）設定さ
れている。而して、制御弁１８が第二位置Ｙに位置して
いる状態、つまりブーム用操作レバー１６がブーム下降
側に操作されているときには、ポペット１４ａはブーム
シリンダヘッド側油室１０ｂの圧力により開放位置に位
置するように構成されている。つまりロジック弁１４
は、ブーム用操作レバー１６が下降側または上昇側に操
作されたときには開放位置に位置して、ブームシリンダ
ヘッド側油室１０ｂへの油の出入りを許容するが、ブー
ム用操作レバー１６が下降側、上昇側の何れにも操作さ
れていない場合には、閉鎖位置に保持されてブームシリ
ンダヘッド側油室１０ｂからの油の排出を阻止するよう
になっており、これにより、例えばコントロールバルブ
１３からブームシリンダ１０に至る配管に漏れ等のアク
シデントが生じても、ブーム５がフロントアタッチメン
ト４の自重により降下してしまうことを防止できるよう
になっている。尚、前記ロジック弁１４と制御弁１８と
は、自重降下防止用の一つのバルブユニットとしてブー
ムシリンダ１０に直付けで装着されている。
【００１７】一方、前記コントロールバルブ第四ポート
１３ｄとロジック弁第一ポート１４ｂとを連結する油路
からは、油タンク１２に至る下降側排出油路Ｅが分岐形
成されているが、該下降側油路Ｅには、後述する第二電
磁弁２１が配されている。また、コントロールバルブ第
三ポート１３ｃとブームシリンダロッド側油室１０ａと
を連結する油路からは、油タンク１２に至る上昇側排出
油路Ｆが分岐形成されているが、該上昇側排出油路Ｆに
は、後述する第三電磁弁２２が配されている。
【００１８】前記第二電磁弁２１、第三電磁弁２２は二
位置切換弁であって、このものは、ソレノイド２１ａ、
２２ａの非励磁状態では、下降側排出油路Ｅ、上昇側排
出油路Ｆをそれぞれ閉じる閉鎖位置Ｘに位置している
が、制御部２０からの指令に基づいてソレノイド２１
ａ、２２ａが励磁することにより、下降側排出油路Ｅ、
上昇側排出油路Ｆをそれぞれ開く開放位置Ｙに切換わる
ように構成されている。そして、第二電磁弁２１が開放
位置Ｙに位置している状態では、ブームシリンダヘッド
側油室１０ｂから開放位置のロジック弁１４を経由して
排出された油を下降側排出油路Ｅを介して油タンク１２
に流すことができるようになっており、また第三電磁弁
２２が開放位置Ｙに位置している状態では、ブームシリ
ンダロッド側油室１０ａから排出された油を上昇側排出
油路Ｆを介して油タンク１２に流すことができるように
なっている。
【００１９】一方、前記制御部２０は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成されるものであって、このもの
は、前記圧力センサ１９および後述するモード選択スイ
ッチ２３からの信号を入力し、該入力信号に基づいて前
記第一〜第三電磁弁１７、２１、２２に対しソレノイド
励磁の制御信号を出力するように構成されている。
【００２０】前記モード選択スイッチ２３は、油圧ショ
ベル１の運転席部に設けられるものであって、このもの
は、掘削、積込等の通常作業等を行うときの「通常モー
ド」、ブレーカ８を用いて砕石作業等を行うときの「下
降保持解除モード」、バケット７を地面に沿って前後移
動させる作業等を行うときの「下降および上昇保持解除
モード」の三つのモードを選択してセットできるように
なっている。
【００２１】そして前記制御部２０は、モード選択スイ
ッチ２３が「通常モード」にセットされている場合に
は、前記第一、第二、第三電磁弁１７、２１、２２に対
しソレノイド励磁の信号を出力しない。これにより、第
一電磁弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出
力されたパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイ
ロットポート１３ｆに供給する第一位置Ｘに位置してい
る。また、第二電磁弁２１、第三電磁弁２２は、下降側
排出油路Ｅ、上昇側排出油路Ｆをそれぞれ閉じる閉鎖位
置Ｘに位置している。
【００２２】上記「通常モード」において、ブーム用操
作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作されてい
ない場合には、伸長側、縮小側の両パイロットバルブ１
５Ａ、１５Ｂからのパイロット圧の出力はなく、コント
ロールバルブ１３は中立位置Ｎに位置しており、また制
御弁１８は第一位置Ｘに位置している。この状態では、
ブームシリンダ１０は停止しているが、さらに、ブーム
シリンダ１０のロッド側油室１０ａおよびヘッド側油室
１０ｂから油タンク１２への排出油路は、閉鎖位置Ｙの
第三、第二電磁弁２２、２１および中立位置Ｎのコント
ロールバルブ１３により閉鎖されているため、両油室１
０ａ、１０ｂから油が排出されることはなく、而してブ
ーム５に下降側あるいは上昇側の外力が働いても、ブー
ムシリンダ１０が伸縮してしまうことはない。
【００２３】一方、前記「通常モード」において、ブー
ム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合には、伸長
側パイロットバルブ１５Ａから出力されたパイロット圧
によりコントロールバルブ１３が伸長側位置Ｘに切換わ
る。これにより、油圧ポンプ１１から出力された圧油
が、伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３、開放位置
のロジック弁１４を経由してブームシリンダヘッド側油
室１０ｂに供給される。またブームシリンダロッド側油
室１０ａの油は、伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１
３を経由して油タンク１２に排出され、而してブームシ
リンダ１０が伸長してブーム５が上動するようになって
いる。
【００２４】また、前記「通常モード」においてブーム
用操作レバー１６を下降側に操作した場合には、縮小側
パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が出力される
が、該パイロット圧は、第一位置Ｘの第一電磁弁１７を
経由してコントロールバルブ縮小側パイロットポート１
３ｆに供給されてコントロールバルブ１３を縮小側位置
Ｙに切換える一方、制御弁１８のパイロットポート１８
ａに供給されて制御弁１８を第二位置Ｙに切換える。こ
れにより、油圧ポンプ１１から出力された圧油が縮小側
位置Ｙのコントロールバルブ１３を経由してブームシリ
ンダロッド側油室１０ａに供給される。また、ブームシ
リンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジック
弁１４、縮小側位置Ｙのコントロールバルブ１３を経由
して油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１
０が縮小してブーム５が下動するようになっている。
【００２５】一方、モード選択スイッチ２３が「下降保
持解除モード」にセットされている場合に、制御部２０
は、第一電磁弁１７にソレノイド励磁の信号を出力す
る。これにより、第一電磁弁１７は、縮小側パイロット
バルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧をコントロー
ルバルブ縮小側パイロットポート１３ｆに供給しない第
二位置Ｙに切換わる。さらに制御部２０は、前記圧力セ
ンサ１９により縮小側パイロットバルブ１５Ｂからのパ
イロット圧の出力が検出されたときに、第二電磁弁２１
にソレノイド励磁の信号を出力し、これにより第二電磁
弁２１は、下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わ
る。一方、第三電磁弁２２にソレノイド励磁の信号は出
力されず、該第三電磁弁２２は、上昇側排出油路Ｆを閉
じる閉鎖位置Ｘに保持される。
【００２６】上記「下降保持解除モード」において、ブ
ーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何れにも操作
されていない場合には、コントロールバルブ１３は中立
位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第一位置Ｘに
位置している。この状態では、前述した「通常モード」
の場合と同様に、ブームシリンダ１０は停止しており、
またブーム５に下降側あるいは上昇側の外力が働いて
も、ブームシリンダ１０が伸縮してしまうことはない。
【００２７】また、前記「下降保持解除モード」におい
てブーム用操作レバー１６を上昇側に操作した場合に
は、前述した「通常モード」の場合と同様に、油圧ポン
プ１１の圧油が伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１
３、開放位置のロジック弁１４を経由してブームシリン
ダヘット側油室１０ｂに供給される。この場合、圧力セ
ンサ１９にはパイロット圧の出力が検出されていないた
め、第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを閉じる閉鎖位
置Ｘに位置しており、油圧ポンプ１１の圧油が下降側排
出油路Ｅを経由して油タンク１２に排出されてしまうこ
とはない。一方、ブームシリンダロッド側油室１０ａの
油は伸長側位置Ｘのコントロールバルブ１３を経由して
油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が
伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００２８】さらに、前記「下降保持解除モード」にお
いてブーム用操作レバー１６を下降側に操作した場合に
は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂからパイロット圧が
出力されるが、該パイロット圧は、第一電磁弁１７が第
二位置Ｙに位置しているためコントロールバルブ縮小側
パイロットポート１３ｆに供給されず、コントロールバ
ルブ１３は中立位置Ｎに保持される。一方、前記縮小側
パイロットバルブ１５Ｂから出力されたパイロット圧
は、制御弁１８のパイロットポート１８ａに供給されて
制御弁１８を第二位置Ｙに切換えると共に、該パイロッ
ト圧の出力が圧力センサ１９により検出されることに基
づいて制御部２０から第二電磁弁２１にソレノイド励磁
の信号が出力され、これにより第二電磁弁２１は下降側
排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。つまり、「下
降保持解除モード」においてブーム用操作レバー１６を
下降側に操作した場合には、コントロールバルブ１３は
中立位置Ｎに位置していて油圧ポンプ１１からの圧油が
ブームシリンダ１０に供給されることはないが、ブーム
シリンダヘッド側油室１０ｂの油は、開放位置のロジッ
ク弁１４、開放位置Ｙの第二電磁弁２１を介して油タン
ク１２に流れるようになっている。そしてこの状態で
は、ブーム５は、ブレーカ８等のツールが障害物に当接
して下動規制されるまで、フロントアタッチメント４の
自重により降下する。またこのとき、ブーム５に上昇側
の外力が働いても、ブームシリンダロッド側油室１０ａ
から油タンク１２への排出油路は、中立位置Ｎのコント
ロールバルブ１３および閉鎖位置Ｘの第三電磁弁２２に
より閉鎖されているため、ブームシリンダロッド側油室
１０ａから油が排出されることはなく、而してブーム５
が外力により上動することはない。
【００２９】一方、モード選択スイッチ２３が「下降お
よび上昇保持解除モード」にセットされている場合、制
御部２０は、第一電磁弁１７および第三電磁弁２２にソ
レノイド励磁の信号を出力する。これにより、第一電磁
弁１７は、縮小側パイロットバルブ１５Ｂから出力され
たパイロット圧をコントロールバルブ縮小側パイロット
ポート１３ｆに供給しない第二位置Ｙに切換わる。また
第三電磁弁２２は、上昇側排出油路Ｆを開く開放位置Ｙ
に切換わる。さらに制御部２０は、前記圧力センサ１９
により縮小側パイロットバルブ１５Ｂからのパイロット
圧の出力が検出されたときに、第二電磁弁２１にソレノ
イド励磁の信号を出力し、これにより第二電磁弁２１
は、下降側排出油路Ｅを開く開放位置Ｙに切換わる。
【００３０】上記「下降および上昇保持解除モード」に
おいて、ブーム用操作レバー１６が上昇側、下降側の何
れにも操作されていない場合には、コントロールバルブ
１３は中立位置Ｎに位置しており、また制御弁１８は第
一位置Ｘに位置している。この状態では、油圧ポンプ１
１からの圧油がブームシリンダ１０に供給されることは
ないが、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、開
放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に流れ
るようになっていて、ブーム５に上昇側の外力が働くと
ブーム５が上動するようになっている。一方、ブームシ
リンダヘッド側油室１０ｂから油タンク１２への油の排
出油路は、閉鎖位置Ｘの第二電磁弁２１および中立位置
Ｎのコントロールバルブ１３により閉鎖されているた
め、ブームシリンダヘッド側油室１０ｂから油が排出さ
れることはなく、ブーム５がフロントアタッチメント４
の自重により降下してしまうことはない。
【００３１】また、前記「下降および上昇保持解除モー
ド」においてブーム用操作レバー１６を上昇側に操作し
た場合には、油圧ポンプ１１の圧油が伸長側位置Ｘのコ
ントロールバルブ１３、開放位置のロジック弁１４を経
由してブームシリンダヘッド側油室１０ｂに供給され
る。この場合、圧力センサ１９にはパイロット圧の出力
が検出されていないため、第二電磁弁２１は下降側排出
油路Ｅを閉じる閉鎖位置Ｘに位置しており、油圧ポンプ
１１の圧油が下降側排出油路Ｅを経由して油タンク１２
に排出されてしまうことはない。一方、ブームシリンダ
ロッド側油室１０ａの油は伸長側位置Ｘのコントロール
バルブ１３または開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して
油タンク１２に排出され、而してブームシリンダ１０が
伸長してブーム５が上動するようになっている。
【００３２】さらに、前記「下降および上昇保持解除モ
ード」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作
した場合には、前述した「下降保持解除モード」の場合
と同様に、コントロールバルブ１３は中立位置Ｎに保持
されると共に、制御弁１８は第二位置Ｙに切換わり、さ
らに第二電磁弁２１は下降側排出油路Ｅを開く開放位置
Ｙに切換わる。つまり、「下降および上昇保持解除モー
ド」においてブーム用操作レバー１６を下降側に操作し
た場合、油圧ポンプ１１からの圧油はブームシリンダ１
０に供給されないが、ブームシリンダヘッド側油室１０
ｂの油は、開放位置のロジック弁１４、開放位置Ｙの第
二電磁弁２１を介して油タンク１２に流れるようになっ
ており、これによりブーム５は、ブレーカ８等のツール
の先端部が障害物に当接する等して下動規制されるまで
フロントアタッチメント４の自重により降下する。また
このとき、ブームシリンダロッド側油室１０ａの油は、
開放位置Ｙの第三電磁弁２２を介して油タンク１２に流
れるようになっているため、ブーム５に上昇側の外力が
働くと上動するようになっている。
【００３３】叙述の如く構成されたものにおいて、掘
削、積込等の通常作業等を行う場合には、モード選択ス
イッチ２３を「通常モード」にセットする。これによ
り、前述したように、ブーム用操作レバー１６の操作に
基づいてブームシリンダ１０への圧油供給がなされる一
方、上昇側排出油路Ｅ、下降側排出油路Ｆが共に閉じて
いるため外力によりブーム５が上下動してしまうことな
く、而してブーム操作レバー１６の操作に基づいた通常
のブーム５の上下動を行うことができる。
【００３４】また、ブレーカ８で砕石作業を行うような
場合には、モード選択スイッチ２３を「下降保持解除モ
ード」にセットする。この状態でブーム用操作レバー１
６を下降側に操作すると、コントロールバルブ１３が中
立位置Ｎに保持される一方、下降側排出油路Ｆが開くこ
とになって、ブーム５は、フロントアタッチメント４の
自重により下動する。而してブレーカ８は、フロントア
タッチメント４の自重で下方に押し付けられることにな
って、砕石作業に必要な推力を得ることができる。しか
もこのとき、上昇側排出油路Ｅが閉じていてブーム５の
上動は規制されているため、反力を逃がさず、能率的な
ブレーカ作業を行うことができる。
【００３５】さらに、バケット７を地面に沿って前後移
動させて平坦地に転がる岩の除去作業を行うような場合
には、モード選択スイッチ２３を「下降および上昇保持
解除モード」にセットする。この状態でブーム用操作レ
バー１６を下降側に操作すると、コントロールバルブ１
３が中立位置Ｎに保持される一方、上昇側排出油路Ｅお
よび下降側排出油路Ｆが開くことになって、ブーム５
は、外力により上動すると共に、フロントアタッチメン
ト４の自重により下動する。つまり、バケット７を接地
させた状態でスティック６を前後方向に移動させると、
ブーム５は、バケット７が地面から受ける反力で自動的
に上動する一方、フロントアタッチメント４の自重で自
動的に下動することになって、ブーム５を上下動させる
操作を行わなくても、バケット７を地面に沿って前後方
向に移動させることができる。
【００３６】さらにまた、クラムシェルで物をすくい上
げる作業を行うような場合には、「下降保持解除モー
ド」または「下降および上昇保持解除モード」にセット
した状態でブーム用操作レバー１６を下降側に操作する
と、ブーム５は、フロントアタッチメント４の自重によ
りクラムシェルの先端部が物に当接するまで下動し、そ
してクラムシェルの先端部が物に当接すると自動的に下
動停止することになる。
【００３７】この様に、本実施の形態が実施されたもの
においては、モード選択スイッチ２３でモードの選択を
することにより、ブーム５を自重で下動させたり、ブー
ム５に働く外力で上動させたりすることができることに
なって、ブレーカ８による砕石作業やバケット７による
平坦地の岩の除去作業、あるいはクラムシェルで物をす
くい上げたりする場合に、ブーム５の操作が容易にな
り、作業性が向上する。しかもこの場合、油圧ポンプ１
１からブームシリンダ１０への圧油供給はないので、消
費燃料の軽減にも寄与できる。
【００３８】さらにこのものにおいて、ブーム５の自重
による下動は、モード選択スイッチ２３が「下降保持解
除モード」または「下降および上昇保持解除モード」に
セットされており、かつブーム用操作レバー１６を下降
側に操作したときだけ許容される構成であるから、オペ
レータの意図に反してブーム５が自重により不用意に下
動してしまうような不具合を回避できるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】ブームシリンダの油圧回路図である。
【図３】「下降保持解除モード」のセット時において、
ブーム下降側に操作したときのブームシリンダの油圧回
路図である。
【図４】「下降および上昇保持解除モード」のセット時
において、ブーム下降側に操作したときのブームシリン
ダの油圧回路図である。
【図５】バケットによる平坦地における岩の除去作業を
示す図である。
【図６】ブレーカによる砕石作業を示す図である。
【符号の説明】
５ ブーム １０ ブームシリンダ １０ａ ヘッド側油室 １０ｂ ロッド側油室 １３ コントロールバルブ １４ ロジック弁 １８ 制御弁 １６ ブーム用操作レバー １７ 第一電磁弁 ２１ 第二電磁弁 ２２ 第三電磁弁 Ｅ 下降側排出油路 Ｆ 上昇側排出油路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB03 AB04 BA01 BA05 BB02 BB03 CA09 DA03 DA04 DB02 3H089 AA60 BB01 BB15 CC01 CC12 DA02 DB44 DB46 DB48 DB49 EE17 EE31 FF07 GG02 JJ02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブームを上下動させるためのブームシリ
    ンダを備えた作業機械において、該ブームシリンダの制
    御回路に、操作具操作に基づいてブームシリンダへの圧
    油供給排出制御を行うコントロールバルブと、該コント
    ロールバルブを経由することなくブームシリンダのヘッ
    ド側油室の油を油タンク側に流す下降側排出油路と、該
    下降側排出油路の開閉制御を行う制御手段とを設けたこ
    とを特徴とする作業機械におけるブームシリンダ制御回
    路。
  2. 【請求項２】 請求項１において、ブームシリンダの制
    御回路に、さらに、コントロールバルブを経由すること
    なくブームシリンダのロッド側油室の油を油タンク側に
    流す上昇側排出油路と、該上昇側排出油路の開閉制御を
    行う制御手段とを設けたことを特徴とする作業機械にお
    けるブームシリンダ制御回路。
  3. 【請求項３】 請求項１乃至２において、下降側排出油
    路は、操作具をブーム下降側に操作することに基づいて
    開くように制御される一方、該下降側排出油路が開いて
    いるときには、操作具をブーム下降側に操作してもコン
    トロールバルブからブームシリンダへの圧油供給はなさ
    れないように制御されることを特徴とする作業機械にお
    けるブームシリンダ制御回路。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３において、下降側排出油
    路、上昇側排出油路の開閉制御を行う制御手段は、排出
    油路を開く開位置と、排出油路を閉じる閉位置とに切換
    自在な電磁弁を用いて構成されることを特徴とする作業
    機械におけるブームシリンダ制御回路。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４において、ブームシリン
    ダの制御回路には、操作具がブーム下降側に操作されて
    いない状態ではブームシリンダのヘッド側油室からの油
    の排出は阻止するが、ブーム下降側に操作されることに
    基づいてヘッド側油室からの油の排出を許容する自重降
    下防止用バルブが設けられていることを特徴とする作業
    機械におけるブームシリンダ制御回路。
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