JP2005061477A - 油圧駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのボトム側室に圧油が供給される複合操作時に、第２油圧シリンダのボトム圧の高低にかかわらず、従来はタンクに捨てられていた第１油圧シリンダのロッド側室の圧油を有効に活用できる油圧駆動装置の提供。
【解決手段】油圧ショベルに備えられ、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油によって駆動するブームシリンダ６を制御するブーム用方向制御弁２３、アームシリンダ７を制御するアーム用方向制御弁２４と、ブーム用方向制御弁２３を切換え制御するブーム用操作装置２５と、アーム用方向制御弁２４を切換え制御するアーム用操作装置２６とを備えたものにあって、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となったときに、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通させる連通制御手段を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に備えられ、複数の油圧シリンダの複合操作が可能な油圧駆動装置に関する。
従来、油圧ショベルに備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダであるブームシリンダ、第２油圧シリンダであるアームシリンダを有する油圧駆動装置が提案されている。この従来技術は、主油圧ポンプからブームシリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁であるブーム用方向制御弁、主油圧ポンプからアームシリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁であるアーム用方向制御弁と、ブーム用方向制御弁を切り換え制御する第１操作装置であるブーム用操作装置と、アーム用方向制御弁を切り換え制御する第２操作装置であるアーム用操作装置を備えるとともに、アームシリンダのボトム圧が所定圧以上の高圧となったときに、ブームシリンダのロッド側室とアームシリンダのボトム側室とを連通させる連通制御手段を備えている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３３９９０７公報
上述した従来技術は、ブームシリンダとアームシリンダのそれぞれのボトム側室に圧油が供給されて実施されるブーム・アーム複合操作時において、土砂の掘削作業等に伴ってアームシリンダのボトム圧が高くなったときには、従来では捨てられていたブームシリンダのロッド側室の圧油をアームシリンダの伸長方向の増速に有効に活用でき、作業の能率向上を実現できる。
しかし、作業の中には、ブーム・アーム複合操作時に、バケットの空中引き込み操作を伴う作業のように、アームシリンダのボトム圧が高くならないものがある。このような作業においても、アームシリンダすなわち第２油圧シリンダの増速の実現が要望されている。
本発明は、上述した要望に応えるべくなされたもので、その目的は、第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室に供給されて実施される複合操作に際し、第２油圧シリンダのボトム圧の高低にかかわらず、従来はタンクに捨てられていた第１油圧シリンダのロッド側室の圧油を有効に活用させることができる油圧駆動装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、建設機械に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を切換え制御する第１操作装置と、上記第２方向制御弁を切換え制御する第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、上記第２操作装置の操作量が所定量以上となったときに、上記第１油圧シリンダのロッド側室と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連通させる連通制御手段を備えたことを特徴としている。
このように構成した本発明は、第１操作装置、第２操作装置の操作によって第１方向制御弁、第２方向制御弁をそれぞれ切換え、主油圧ポンプの圧油を第１方向制御弁、第２方向制御弁を介して第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室に供給し、これらの第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作を実施する際、第２操作装置の操作量が所定量以上になったときには連通制御手段が作動して、第１油圧シリンダのロッド側室の圧油が第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。すなわち、第２油圧シリンダのボトム側室には、主油圧ポンプから吐出され、第２方向制御弁を介して供給される圧油と、第１油圧シリンダのロッド側室から供給される圧油とが合流して供給され、これにより、第２油圧シリンダのボトム側室の圧油の高低にかかわらず、第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実施できる。このように、従来ではタンクに捨てられていた第１油圧シリンダのロッド側室の圧油を選択的に第２油圧シリンダの増速に有効に活用させることができる。
また、本発明は、上記発明において、上記連通制御手段が、上記第１油圧シリンダのロッド側室と、上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連通可能な連通路と、この連通路中に設けられ、上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する逆止弁と、上記第２操作装置の操作量が所定量以上になったときに、上記連通路を介して上記第１油圧シリンダのロッド側室の圧油を上記第２油圧シリンダのボトム側室に供給させる切換弁とを含むことを特徴としている。
このように構成した本発明は、主油圧ポンプの圧油が、第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室に供給されて、これらの第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作が実施される際、第２操作装置の操作量が所定量以上になったときには、切換弁が連通路を連通状態に保つように切換えられ、これにより第１油圧シリンダのロッド側室の圧油が連通路、逆止弁を介して、第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。すなわち、第２油圧シリンダのボトム側室に、第２方向制御弁を介して供給される圧油と、第１油圧シリンダのロッド側室から供給される圧油とが合流して供給され、これにより、第２油圧シリンダの伸長方向の増速を実現できる。
また、上述のように第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作が実施される際、第２操作装置の操作量が所定量に至らない小さいときには、切換弁が連通路をタンクに連絡するように保持され、これにより第１油圧シリンダのロッド側室の圧油がタンクに逃がされる。この場合には、第２油圧シリンダのボトム側室には、第２方向制御弁を介してのみの圧油が供給され、第２油圧シリンダの伸長方向の増速はおこなわれない。
また、本発明は、上記発明において、上記切換弁が可変絞りを含むことを特徴としている。
このように構成した本発明は、第２操作装置の操作量に応じて切換弁に含まれる可変絞りの開口量が変化する。すなわち、第２操作装置の操作量が所定量以上であるものの、比較的小さいときには、切換弁の可変絞りの開口量が小さくなり、この可変絞りを介して連通路に供給する第１油圧シリンダのロッド側室からの圧油の流量を少なくする。また、第２操作装置の操作量が所定量以上であって、しかかも比較的大きいときには、切換弁の可変絞りの開口量が大きくなり、この可変絞りを介して連通路に供給する第１油圧シリンダのロッド側室からの圧油の流量を多くすることができる。
また、本発明は、上記発明において、上記第１方向制御弁と上記第１油圧シリンダのロッド側室とを接続する主管路に一端が接続され、他端が上記切換弁に接続される分岐管路を備えたことを特徴としている。
このように構成した本発明は、第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダの複合操作時に、第２操作装置の操作量が所定量以上となったときには、第１油圧シリンダのロッド側室の圧油が分岐管路を介して、すなわち第１方向制御弁を介在させることなく、連通路から第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。したがって、分岐管路の管径を十分に大きく設定すれば、圧油を第１方向制御弁を通過させる場合に比べて圧損を少なくすることができる。
また、本発明は、上記発明において、上記連通制御手段が、上記第２操作装置の操作量を検出し、電気信号を出力する操作量検出器と、この操作量検出器から出力される信号に応じて上記切換弁を切換え制御するための制御信号を出力するコントローラとを含むことを特徴としている。
このように構成した本発明は、第２操作装置の操作量が所定量以上になったことが操作量検出器で検出されると、この操作量検出器から出力される電気信号がコントローラに入力される。これに伴いコントローラから切換弁を切換えるための制御信号が出力され、切換弁が連通路を連通状態に保つように切換えられる。これにより、第１油圧シリンダのロッド側室の圧油が連通路、逆止弁を介して第２油圧シリンダのボトム側室に供給される。
また、本発明は、上記発明において、上記コントローラが、上記第２操作装置の操作量が大きくなるに従って次第に大きくなる値を出力する関数発生器を含むことを特徴としている。
このように構成した本発明は、第２操作装置の操作量が大きくなるに従って次第に大きくなる値が関数発生器で求められ、この求められた値に応じた制御信号がコントローラから出力され、切換弁の切換え量が制御される。すなわち、第２操作装置の操作量に応じて増速状態にある第２油圧シリンダの速度を制御することができる。
また、本発明は、上記発明において、上記切換弁がパイロット式切換弁であるとともに、上記コントローラから出力される制御信号の値に応じた制御圧を出力する電気・油圧変換器と、この電気・油圧変換器と上記パイロット式切換弁の制御室とを連絡する制御管路とを備えたことを特徴としている。
このように構成した本発明は、コントローラから出力された制御信号が電気・油圧変換器に与えられると、制御信号の値に応じたパイロット圧が電気・油圧変換器から制御管路を介してパイロット式切換弁の制御室に与えられ、そのパイロット圧の高低に応じて切換弁の切換え量が制御される。
また、本発明は、上記発明において、上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダのそれぞれがブームシリンダ、アームシリンダから成り、上記第１方向制御弁、上記第２方向制御弁のそれぞれが、センタバイパス型のブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁から成り、上記第１操作装置、第２操作装置のそれぞれが、ブーム用操作装置、アーム用操作装置から成ることを特徴としている。
このように構成した本発明は、ブーム用操作装置、アーム用操作装置の操作によってブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁をそれぞれ切換え、主油圧ポンプの圧油をブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁を介してブームシリンダ、アームシリンダのそれぞれのボトム室に供給し、これらのブームシリンダ、アームシリンダの複合操作、すなわちブーム上げ・アームクラウド複合操作を実施する際、アーム用操作装置の操作量が所定量以上になったときには連通制御手段が作動して、ブームシリンダのロッド側室の圧油がアームシリンダのボトム側室に供給される。すなわち、アームシリンダのボトム側室には、主油圧ポンプから吐出され、アーム用方向制御弁を介して供給される圧油と、ブームシリンダのロッド側室から供給される圧油とが合流して供給され、これにより、アームシリンダの伸長方向の増速、すなわちアームクラウドの増速を実現できる。
また、本発明は、上記発明において、建設機械が油圧ショベルから成ることを特徴としている。
第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダのそれぞれのボトム側室に供給されて実施される複合操作に際し、第２油圧シリンダのボトム圧の高低にかかわらず、第２油圧シリンダを操作する第２操作装置の操作量に応じて、従来ではタンクに捨てられていた第１油圧シリンダのロッド側室の圧油を有効に活用でき、これにより圧油を有効活用できる作業を従来に比べて増加させることができる。
以下，本発明の油圧駆動装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の油圧駆動装置の第１実施形態を示す回路図である。
この図１に示す第１実施形態及び後述の第２，第３実施形態も、建設機械例えば油圧ショベルに備えられるものであり、例えば第１油圧シリンダであるブームシリンダ６、第２油圧シリンダであるアームシリンダ７を駆動するセンタバイパス型の油圧駆動装置から成っている。ブームシリンダ６はボトム側室６ａとロッド側室６ｂとを備え、アームシリンダ７もボトム側室７ａとロッド側室７ｂとを備えている。
また、エンジン２０と、このエンジン２０によって駆動される主油圧ポンプ２１及びパイロットポンプ２２と、ブームシリンダ６に供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のブーム用方向制御弁２３、アームシリンダ７に供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁、すなわちセンタバイパス型のアーム用方向制御弁２４とを備えている。さらに、ブーム用方向制御弁２３を切換え制御する第１操作装置、すなわちブーム用操作装置２５と、アーム用方向制御弁２４を切換え制御する第２操作装置、すなわちアーム用操作装置２６とを備えている。
主油圧ポンプ２１の吐出管路に管路２７，２８が接続され、管路２７中にアーム用方向制御弁２４を設けてあり、管路２８中にブーム用方向制御弁２３を設けてある。
ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のボトム側室６ａとは主管路２９ａで接続してあり、ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のロッド側室６ｂとは主管路２９ｂで接続してある。アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のボトム側室７ａとは主管路３０ａで接続してあり、アーム用方向制御弁２４とアームシリンダ７のロッド側室７ｂとは主管路３０ｂで接続してある。
ブーム用操作装置２５、アーム用操作装置２６は、例えばパイロット圧を発生させるパイロット式操作装置から成り、パイロットポンプ２２に接続してある。また、ブーム用操作装置２５はパイロット管路２５ａ，２５ｂを介してブーム用方向制御弁２３の制御室にそれぞれ接続され、アーム用操作装置２６はパイロット管路２６ａ，２６ｂを介してアーム用方向制御弁２４の制御室にそれぞれ接続してある。
この第１実施形態では特に、第２操作装置であるアーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となったときに、第１油圧シリンダを構成するブームシリンダ６のロッド側室６ｂと、第２油圧シリンダを構成するアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通させる連通制御手段を備えている。
この連通制御手段は、例えば同図１に示すように、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通可能な連通路４０と、この連通路４０中に備えられ、アームシリンダ７のボトム側室７ａからブームシリンダ６のロッド側室６ｂ方向への圧油の流れを阻止する逆止弁４１と、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上になったときに、連通路４０を介して、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油をアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給させる切換弁５２とを含んでいる。この切換弁５２はパイロット管路２６ａに接続した制御管路５２ａを介して導かれるアームパイロット圧により切換えられるパイロット式切換弁から成っている。
また、一端が、逆止弁４１の上流側に位置する連通路４０部分に接続され、他端が、タンク４３に連絡される管路４６と、この管路４６中に設けられ、第１操作装置であるブーム用操作装置の所定の操作に応じて、例えばブーム下げを実施させるために、パイロット管路２５ｂに圧油を供給する操作に応じて、当該管路４６を開くパイロット式逆止弁４７を設けてある。上述のパイロット管路２５ｂとパイロット式逆止弁４７とは、制御管路４８によって接続してある。
このように構成した第１実施形態において実施されるブームシリンダ６とアームシリンダ７の複合操作は以下のとおりである。
［ブーム上げ・アームクラウド複合操作］
ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ａにパイロット圧を供給し、同図１に示すようにブーム用方向制御弁２３を左位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給し、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ａを介してブームシリンダ６のボトム側室６ａに供給され、また、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、ブームシリンダ６、アームシリンダ７が共に伸長する方向に作動し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
上述の複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにはパイロット圧が供給されず、タンク圧となるので、制御管路４８はタンク圧となりパイロット式逆止弁４７は閉じられた状態に保たれ、管路４６を介しての連通路４０とタンク４３との連通は阻止される。
また、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓよりも小さい状態にあっては、操作量に応じたアームパイロット圧による力が切換弁５２のばね力よりも小さく、この切換弁５２は同図１に示す右位置に保持される。この状態では、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂは、主管路２９ｂ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２、切換弁５２を介してタンク４３に連通する。したがって、ブームシリンダ６の伸長動作の間、このブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油はタンク４３に戻され、このロッド側室６ｂの圧油が連通路４０に供給されることはない。
このような状態から、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となると、操作量に応じて制御管路５２ａによって導かれるアームパイロット圧による力が切換弁５２のばね力よりも大きくなり、この切換弁５２は、同図１の左位置方向に切換えられる傾向となる。この状態になると、タンク通路４２が切換弁５２によって閉じられ始め、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから主管路２９ｂ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２に導かれた圧油のうちの所定量が、逆止弁４１を介して連通路４０に供給される。このとき供給される流量は、図２に示すように、アーム用操作装置２６の操作量に相応するアームパイロット圧が高くなるに従って大きな流量となる。なお、図２中、Ｓは上述の所定量、Ｆはフルストローク時の操作量を示している。連通路４０に供給された圧油は、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。すなわち、アームシリンダ７のボトム側室７ａには、主油圧ポンプ２１から吐出され、アーム用方向制御弁２４を介して供給される圧油と、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから供給される圧油とが合流して供給され、これにより、アームシリンダ６の伸長方向の増速を実現できる。すなわち、アームクラウドの操作速度を速くすることができる。
［ブーム下げ・アームクラウド操作］
ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ｂにパイロット圧を供給し、ブーム用方向制御弁２３を同図１の右位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給し、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２８、ブーム用方向制御弁２３、主管路２９ｂを介してブームシリンダ６のロッド側室６ｂに供給され、また前述したように、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油が管路２７、アーム用方向制御弁２４、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、ブームシリンダ６が収縮する方向に作動し、アームシリンダ７が伸長する方向に作動し、ブーム下げ・アームクラウド複合操作が実施される。
このような複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにパイロット圧が供給されることに伴い制御管路４８に制御圧が導かれ、パイロット式逆止弁４７が作動して管路４６が開かれる。これにより、切換弁５２の上流側の連通路４０部分がタンク４３に連通する。
また、第２操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となると、前述したように切換弁５２は、同図１の左位置方向に切換えられる傾向となる。しかし、上述のように連通路４０部分はパイロット式逆止弁４７、管路４６を介してタンク４３に連通しているので、結局、ブームシリンダ６のボトム側室６ａはタンク４３に連通した状態となる。
この状態にあっては、ブームシリンダ６のボトム側室６ａの圧油は、主管路２９ａ、ブーム用方向制御弁２３を介してタンク４３に戻されるので、連通路４０を介してアームシリンダ７のボトム側室７ａにブームシリンダ６のボトム側室６ａの圧油が供給されることはなく、アームクラウドの増速は実施されない。
なお、アームシリンダ７のロッド側室７ｂに圧油が供給されるアームダンプに係る複合操作時には、アームシリンダ７のボトム側室７ａがタンク４３に連通することから連通路４０に圧が立たず、アームシリンダ７の増速は実施されない。
このように構成した第１実施形態にあっては、ブーム上げ、アームクラウド複合操作時に、アームシリンダ７のボトム圧の高低にかかわらず第２操作装置２６の操作に伴って、アームシリンダ７のボトム側室７ａにブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油を合流させることができ、従来ではタンク４３に捨てられていたブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油をアームシリンダ７の増速に有効に活用させることができ、作業の能率向上を実現できる。例えば、アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力が高くなる土砂の掘削作業等においても、また、アームシリンダ７のボトム側室７ａの圧力が低くなる空中でのバケットの引き込み操作による作業においても、それぞれ作業能率を向上させることができる。これにより、ブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油を有効活用できる作業を増加させることができる。
また、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上であっても、ブームシリンダ６を収縮させるブーム下げを実施する場合には、パイロット式逆止弁４７を開くことによりアームシリンダ７の増速、すなわちアームクラウドの操作速度の増速を抑えることができ、ブーム下げ・アームクラウド複合操作による所望の作業形態を維持できる。
図３は本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。
この第２実施形態は、ブーム用方向制御弁２３とブームシリンダ６のロッド側室６ｂとを連絡する主管路２９ｂに一端を接続され、他端を連通制御手段を構成する切換弁６４に接続される分岐管路５６を備えている。切換弁６４は、可変絞り６４ａを有し、タンク通路４２中に介設されるとともに、分岐管路５６と連通路４０との接続部分に介設される。
また、切換弁６４の上流側に位置するタンク通路４２部分と、切換弁６４の下流側に位置するタンク通路４２部分とを連絡するバイパス管路６１と、このバイパス管路６１中に配置したパイロット式逆止弁６２と、一端がブーム操作系のパイロット管路２５ｂに接続され、他端がパイロット式逆止弁６２に接続される制御管路６３とを備えている。
また、切換弁６４のばね室に対向して配置される制御室と、アーム操作系のパイロット管路２６ａとを制御管路６４ｂで接続させてある。さらに、切換弁６４のばね室に対向して配置される制御室と、ブーム操作系のパイロット管路２５ａとを制御管路６５で接続させてある。その他の構成は、上述した第１実施形態と同等である。
この第２実施形態は、ブーム上げ・アームクラウド複合操作時、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となり、切換弁６４が右位置に切り換えられようとするとき、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的小さいときには、このブーム用操作装置２５の操作に伴ってパイロット管路２５ａ、制御管路６５を介して切換弁６４の制御室に与えられる制御圧が比較的低く、これにより切換弁６４の切り換え量が少なく、この切換弁６４に含まれる可変絞り６４ａの開口量が比較的小さくなる。この小さな開口量を介して、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油のうちの比較的少ない流量を、分岐管路５６、切換弁６４の可変絞り６４ａ、逆止弁４１、連通路４０を経てアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給でき、これにより増速状態にあるアームシリンダ７の速度を比較的緩やかにすることが可能となる。
また、ブーム用操作装置２５の操作量が比較的大きいときには、このブーム用操作装置２５の操作に伴って、制御管路６５を介して切換弁６４の制御室に与えられる制御圧が高くなり、これに応じて切換弁６４の可変絞り６４ａの開口量が大きくなる。この大きな開口量を介して、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油のうちの多くの流量を、アームシリンダ７のボトム側室７ａに供給でき、これにより増速状態にあるアームシリンダ７の速度を速くすることができる。
なお、ブーム下げ・アームクラウド複合操作時、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上になり、切換弁６４が図３の右位置に切り換えられる傾向になり、また、ブーム用操作装置２５が操作されて、パイロット管路２５ｂ、制御管路６３を介して制御圧がパイロット式可変絞り６２に与えられると、このパイロット式可変絞り６２が開かれ、ブームシリンダ６のボトム側室６ａの圧油が主管路２９ａ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２、管路６１、パイロット式逆止弁６２を介してタンク４３に戻され、所望のブームシリンダ６の収縮動作、すなわちブーム下げ動作をおこなわせることができる。
また、このようなブーム下げ・アームクラウド複合操作時、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上になり、切換弁６４が図３の右位置に切り換えられる傾向にあっても、ブーム操作系のパイロット管路２５ａはタンク圧となるので、制御管路６５もタンク圧となり、切換弁６４の可変絞り６４ａが閉じられる。これにより、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油がアームシリンダ７のボトム側室７ａに合流されることはない。
このように構成した第２実施形態は、上述した第１実施形態と同様に、ブーム上げ・アームクラウド複合操作時に、アームシリンダ７のボトム圧の高低にかかわらず第２操作装置２６の操作に伴って、アームシリンダ７のボトム側室７ａにブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油を合流させることができるとともに、特に、ブームシリンダ６を操作するブーム用操作装置２５の操作量に応じても連通路４０を流れる流量、すなわちアームシリンダ７の増速を制御することができる。
また、このブーム上げ・アームクラウド複合操作時に、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となったときには、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油が分岐管路５６を介して、すなわちブーム用方向制御弁２３を介在させることなく、連通路４０からアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。したがって、分岐管路５６の管径を十分に大きく設定すれば、圧油をブーム用方向制御弁２３を通過させる場合に比べて圧損を少なくすることができ、エネルギロスを抑制できる。
図４は本発明の第３実施形態を示す油圧回路図、図５は図４に示す第３実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
これらの図４，５に示す第３実施形態は、第２操作装置であるアーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上になったときに、第１油圧シリンダであるブームシリンダ６のロッド側室６ｂとアームシリンダ７のボトム側室７ａとを連通させる連通制御手段が、パイロット管路２６ａに備えられ、アーム用操作装置２６の操作量に相応するアームパイロット圧を検出して電気信号を出力する操作量検出器すなわちアームパイロット圧検出器６７と、このアームパイロット圧検出器６７から出力される信号に応じて切換弁４４を切換え制御するための制御信号を出力するコントローラ６８と、コントローラ６８から出力される制御信号の値に応じた制御圧を出力する電気・油圧変換器６９と、この電気・油圧変換器６９と切換弁４４の制御室とを連絡する制御管路５７ａとを含む構成にしてある。コントローラ６８は図５に示すように、アーム用操作装置２６の操作量に相応するアームパイロット圧が高くなるに従って次第に大きくなる値を出力する関数発生器６８ａを含んでいる。その他の構成要素については、前述した図１に示す第１の実施形態と同等である。
このように構成した第３実施形態では、特に、ブーム上げ、アームクラウド複合操作に際して、ブーム用操作装置２５を操作してパイロット管路２５ａにパイロット圧を供給し、図４に示すようにブーム用方向制御弁２３を左位置に切換えるとともに、アーム用操作装置２６を操作してパイロット管路２６ａにパイロット圧を供給し、アーム用方向制御弁２４を左位置に切換えると、主油圧ポンプ２１から吐出される圧油がブームシリンダ６のボトム側室６ａ、及びアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。これにより、ブームシリンダ６、アームシリンダ７が共に伸長する方向に作動し、ブーム上げ・アームクラウド複合操作が実施される。
この複合操作の間、ブーム操作系のパイロット管路２５ｂにはパイロット圧が供給されず、タンク圧となるので、制御管路４８はタンク圧となり、パイロット式逆止弁４７は閉じた状態に保たれ、管路４６を介しての連通路４０とタンク４３との連通は阻止される。
ここで、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓよりも小さいときには、アームパイロット圧検出器６７で検出される信号値が小さく、図５に示すコントローラ６８の関数発生器６８ａから出力される信号値は小さくなる。その小さな値の制御信号が、コントローラ６８から電気・油圧変換器６９に出力される。電気・油圧変換器６９は比較的低い制御圧を制御管路５７ａに出力する。この状態では、切換弁４４の制御室に与えられる制御圧による力がばね力よりも小さく、切換弁４４は図４に示す右位置に保持される。したがって、ブームシリンダ６の伸長動作の間、このブームシリンダ６のロッド側室６ｂの圧油が連通路４０に供給されることはない。
このような状態から、アーム用操作装置２６の操作量が所定量Ｓ以上となると、アームパイロット圧検出器６７で検出される信号値が大きくなり、図５に示すコントローラ６８の関数発生器６８ａから出力される信号値は大きくなる。この大きな値の制御信号が、コントローラ６８から電気・油圧変換器６９に出力される。これに応じて電気・油圧変換器６９は高い制御圧を制御管路５７ａに出力する。これにより、切換弁４４の制御室に与えられる制御圧による力がばね力よりも大きくなり、切換弁４４は図４の左位置に切換えられる傾向となる。この状態になると、タンク通路４２が切換弁４４によって遮断され、ブームシリンダ６のロッド側室６ｂから主管路２９ａ、ブーム用方向制御弁２３、タンク通路４２に導かれた圧油が、逆止弁４１を介して連通路４０に供給される。この連通路４０から供給された圧油は、主管路３０ａを介してアームシリンダ７のボトム側室７ａに供給される。すなわち、アームシリンダ７のボトム側室７ａには、アーム用方向制御弁２４を介して供給される圧油とブームシリンダ６のロッド側室６ｂから供給される圧油とが合流して供給され、これにより、アームシリンダ６の伸長方向の増速を実現し、アームクラウド操作速度を速くすることができる。
このように構成した第３実施形態にあっても、前述した図１に示す第１実施形態におけるのと同様に、アームシリンダ７のボトム圧の高低にかかわらず、従来ではタンク４３に捨てられていたブームシリンダ６のロッド側室６ａの圧油を、アームシリンダ７の増速に有効に活用させることができ、作業の能率向上を実現できる。
また、この第３実施形態も、コントローラ６８の関数発生器６８ａの関数関係に基づいて、アーム用操作装置２６の操作量に応じてアームシリンダ７の増速を実現でき、オペレータの操作感覚に合うようにこのアームシリンダ７を円滑に増速させ、アームクラウド操作を実施させることができる。
本発明の油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。 図１に示す第１実施形態において得られるアームパイロット圧と連通路流量との関係を示す特性図である。 本発明の第２実施形態を示す油圧回路図である。 本発明の第３実施形態を示す油圧回路図である。 図４に示す第３実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
符号の説明
６ ブームシリンダ（第１油圧シリンダ）
６ａ ボトム側室
６ｂ ロッド側室
７ アームシリンダ（第２油圧シリンダ）
７ａ ボトム側室
７ｂ ロッド側室
２０ エンジン
２１ 主油圧ポンプ
２２ パイロットポンプ
２３ ブーム用方向制御弁（第１方向制御弁）
２４ アーム用方向制御弁（第２方向制御弁）
２５ ブーム用操作装置（第１操作装置）
２５ａ パイロット管路
２５ｂ パイロット管路
２６ アーム用操作装置（第２操作装置）
２６ａ パイロット管路
２６ｂ パイロット管路
２７ 管路
２８ 管路
２９ａ 主管路
２９ｂ 主管路
３０ａ 主管路
３０ｂ 主管路
４０ 連通路（連通制御手段）
４１ 逆止弁（連通制御手段）
４２ タンク通路
４３ タンク
４４ 切換弁（連通制御手段）
４６ 管路
４７ パイロット式逆止弁
４８ 制御管路
５２ 切換弁（連通制御手段）
５２ａ 制御管路（連通制御手段）
５３ 可変絞り
５６ 分岐管路（連通制御手段）
５７ａ 制御管路（連通制御手段）
６１ バイパス管路
６２ パイロット逆止弁
６３ 制御管路
６４ 切換弁（連通制御手段）
６４ａ 可変絞り
６４ｂ 制御管路（連通制御手段）
６５ 制御管路
６７ アームパイロット圧検出器（操作量検出器）
６８ コントローラ（連通制御手段）
６８ａ 関数発生器
６９ 電気・油圧変換器（連通制御手段）

Claims (9)

  1. 建設機械に備えられ、主油圧ポンプと、この主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダと、上記主油圧ポンプから第１油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第１方向制御弁、上記主油圧ポンプから上記第２油圧シリンダに供給される圧油の流れを制御する第２方向制御弁と、上記第１方向制御弁を切換え制御する第１操作装置と、上記第２方向制御弁を切換え制御する第２操作装置とを備えた油圧駆動装置において、
    上記第２操作装置の操作量が所定量以上となったときに、上記第１油圧シリンダのロッド側室と上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連通させる連通制御手段を備えたことを特徴とする油圧駆動装置。
  2. 上記連通制御手段が、
    上記第１油圧シリンダのロッド側室と、上記第２油圧シリンダのボトム側室とを連通可能な連通路と、この連通路中に設けられ、上記第２油圧シリンダのボトム側室から上記第１油圧シリンダのロッド側室方向への圧油の流れを阻止する逆止弁と、上記第２操作装置の操作量が所定量以上になったときに、上記連通路を介して上記第１油圧シリンダのロッド側室の圧油を上記第２油圧シリンダのボトム側室に供給させる切換弁とを含むことを特徴とする請求項１記載の油圧駆動装置。
  3. 上記切換弁が可変絞りを含むことを特徴とする請求項２記載の油圧駆動装置。
  4. 上記第１方向制御弁と上記第１油圧シリンダのロッド側室とを接続する主管路に一端が接続され、他端が上記切換弁に接続される分岐管路を備えたことを特徴とする請求項２記載の油圧駆動装置。
  5. 上記連通制御手段が、
    上記第２操作装置の操作量を検出し、電気信号を出力する操作量検出器と、この操作量検出器から出力される信号に応じて上記切換弁を切換え制御するための制御信号を出力するコントローラとを含むことを特徴とする請求項２記載の油圧駆動装置。
  6. 上記コントローラが、上記第２操作装置の操作量が大きくなるに従って次第に大きくなる値を出力する関数発生器を含むことを特徴とする請求項５記載の油圧駆動装置。
  7. 上記切換弁がパイロット式切換弁であるとともに、上記コントローラから出力される制御信号の値に応じた制御圧を出力する電気・油圧変換器と、この電気・油圧変換器と上記パイロット式切換弁の制御室とを連絡する制御管路とを備えたことを特徴とする請求項５記載の油圧駆動装置。
  8. 上記第１油圧シリンダ、上記第２油圧シリンダのそれぞれがブームシリンダ、アームシリンダから成り、上記第１方向制御弁、上記第２方向制御弁のそれぞれが、センタバイパス型のブーム用方向制御弁、アーム用方向制御弁から成り、上記第１操作装置、第２操作装置のそれぞれが、ブーム用操作装置、アーム用操作装置から成ることを特徴とする請求項１記載の油圧駆動装置。
  9. 上記建設機械が油圧ショベルであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の油圧駆動装置。
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