JP2005247487A - 自走式作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 伸縮可能なブームを有する作業機と、この作業機の旋回させる旋回手段を備える自走式作業機械において、作業半径が小さいほど、作業機の旋回速度の上限を大きくすることができる自走式作業機械の提供。
【解決手段】 ブーム３１の伸び量を検出するストロークセンサ５２と、ブーム３１の起伏角度を検出する角度センサ５３と、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の上限を可変にする可変絞り手段５１と、ストロークセンサ５２及び角度センサ５３からの検出信号に応じて可変絞り弁５１を制御するコントローラ６０とを備え、作業半径が大きいほど旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量が大きくなるように可変絞り弁５１制御し、作業半径が小さいほど旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量が小さくなるように可変絞り弁５１を制御するようにした。
【選択図】 図５

Description

本発明は、左右側方に配置される前輪及び後輪により走行する車体のフレームに起伏可能に設けられ伸縮可能なブーム、及びこのブームの先端に設けられるアタッチメントを有する作業機と、この作業機を旋回させる旋回手段とを備える自走式作業機械に関する。

従来の自走式作業機械には、左右側方に配置される前輪及び後輪により走行する車体のフレームと、このフレームに起伏可能に設けられ伸縮可能なブーム、及び、このブームの先端に設けられるアタッチメントを有する作業機と、この作業機を旋回させる旋回手段とを備えている。

旋回手段には、フレームを旋回可能に支持する旋回支持手段と、フレームに旋回のための駆動力を付与する旋回用アクチュエータ、すなわち、油圧シリンダを備えるものがある。油圧シリンダは、前輪のディファレンシャル装置とフレーム前部の間において前輪軸に沿って横向きに配置され、一端がフレームに固定され、他端が左右の前輪を連結するアクスルに固定されている。このように構成された自走式作業機械では、油圧シリンダを伸縮させることにより旋回のための駆動力をフレームに付与し、フレームを後輪側を支点に旋回させることにより、旋回支持手段を支持台としてフレームと一体に作業機を旋回させる（例えば特許文献１参照）。

別の旋回手段には、作業機をフレームに旋回可能に支持する旋回支持手段と、作業機に旋回のための駆動力を付与する旋回用アクチュエータ、例えば油圧モータとを備えるものもある。このように構成された自走式作業機械では、油圧モータを回転させて旋回のための駆動力を作業機に付与することにより、フレーム上で作業機を旋回させる（例えば特許文献２参照）。
英国特許出願公開第ＧＢ２１２１３６３Ａ号明細書 仏国特許発明第ＦＲ２７７４６Ａ１号明細書

自走式作業機械では、作業機の旋回に伴うアタッチメントの移動速度が速すぎると、荷物が落下しやすくなるという問題や、慣性によりアタッチメントを所望の位置に停止させにくくなるという問題が生じる。そこで、旋回用アクチュエータに作動油を導く配管の径寸法を小さく設計することにより、すなわち、旋回用アクチュエータに供給される作動油の流れの断面積が小さくなるようにしておくことにより、作業機の最大旋回速度を小さくし、これにより、最大作業半径のときのアタッチメントの最大移動速度を、前記問題が生じない移動速度に制限することが考えられる。

上述のようにして作業機の最大旋回速度を固定すると、アタッチメントを最大移動速度で移動させることができるのは最大作業半径のときだけになり、作業半径が最大作業半径よりも小さいときには、アタッチメントの移動速度の上限が、アタッチメントの最大移動速度よりも小さくなる。このため、作業半径が最大作業半径よりも小さいほど、アタッチメントの移動速度の上限が必要以上に制限され、作業能率が低下するという問題が発生する。

本発明は、上述の実情を考慮してなさたれもので、その目的は、伸縮可能なブームを有する作業機と、この作業機を旋回させる旋回手段とを備える自走式作業機械において、作業半径が小さいほど、作業機の旋回速度の上限を大きくすることができる自走式作業機械を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、左右側方に配置される前輪及び後輪により走行する車体と、この車体に起伏可能に設けられる伸縮可能なブーム及びこのブームの先端に設けられるアタッチメントを有する作業機と、この作業機を前記車体の接する接地面に対して左右に旋回させる旋回手段とを備え、前記旋回手段が、前記車体を旋回可能に支持する旋回支持手段と、この旋回支持手段と前記車体との間に設けられ、前記旋回支持手段に対して前記車体を旋回させるための駆動力を付与する旋回用アクチュエータと、この旋回用アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプから前記旋回用アクチュエータへの作動油の流れを制御する旋回用方向切換弁とを有する自走式作業機械において、前記作業機の姿勢に関する状態量を検出しその状態量に相当する検出信号を出力する姿勢検出手段と、前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量を可変に制限する可変絞り手段と、前記姿勢検出手段により検出された状態量に応じて前記可変絞り手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記姿勢検出手段から出力された状態量に相当する検出信号が入力される入力部と、この入力部に入力された検出信号から前記作業機の作業半径を計算する作業半径計算手段と、この作業半径計算手段により算出された作業半径が大きいほど前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量が減少するように前記可変絞り手段の目標制御量を決定し、前記作業半径計算手段により算出された作業半径が小さいほど前記旋回用アクチュエータに流入する流量が増大するように前記可変絞り手段の目標制御量を決定する目標制御量決定手段と、この目標制御量決定手段により決定された目標制御量に相当する制御信号を前記可変絞り手段に出力する出力部とを有することを特徴とする。

このように構成した本発明では、作業機の姿勢に関する状態量が姿勢検出手段により検出され、その状態量に相当する検出信号が出力される。この検出信号は、制御手段の入力部に入力される。すると、制御手段では、まず、作業半径計算手段によって検出信号に基づく作業半径が算出され、次に、算出された作業半径に応じて可変絞り手段の目標制御量が目標制御量決定手段によって決定され、最後に、決定された目標制御量に相当する制御信号が、出力部から可変絞り手段に出力される。すると、可変絞り手段が、制御信号に応じて、すなわち、作業半径の大きさに応じて動作する。これにより、作業半径が大きいほど旋回用アクチュエータに流入する作動油の流れの断面積の絞り量が大きくなり、作業半径が小さいほど旋回用アクチュエータに流入する作動油の流れの断面積の絞り量が小さくなる。

これにより、旋回用アクチュエータの動作速度の上限、すなわち、車体と一体となって旋回する作業機の旋回速度の上限が、作業半径が大きいほど小さく設定され、作業半径が小さくなるほど大きく設定される。つまり、本発明では、フレームと一体で作業機を旋回させる旋回手段を備える自走式作業機械において、作業機の旋回速度の上限を、作業半径が小さくなるほど大きくすることができる。

また、本発明は、左右側方に配置される前輪及び後輪により走行する車体と、この車体に起伏可能に設けられる伸縮可能なブーム及びこのブームの先端に設けられるアタッチメントを有する作業機と、この作業機を前記車体に対して左右に旋回させる旋回手段とを備え、前記旋回手段が、前記作業機に旋回のための駆動力を付与する旋回用アクチュエータと、この旋回用アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプから前記旋回用アクチュエータへの作動油の流れを制御する旋回用方向切換弁とを有する自走式作業機械において、前記作業機の姿勢に関する状態量を検出しその状態量に相当する検出信号を出力する姿勢検出手段と、前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量を可変に制限する可変絞り手段と、前記姿勢検出手段により検出された状態量に応じて前記可変絞り手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記姿勢検出手段から出力された状態量に相当する検出信号が入力される入力部と、この入力部に入力された検出信号から前記作業機の作業半径を計算する作業半径計算手段と、この作業半径計算手段により算出された作業半径が大きいほど前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流れの断面積の絞り量が大きくなるように前記可変絞り手段の目標制御量を決定し、前記作業半径計算手段により算出された作業半径が小さいほど前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流れの断面積の絞り量が小さくなるように前記可変絞り手段の目標制御量を決定する目標制御量決定手段と、この目標制御量決定手段により決定された目標制御量に相当する制御信号を前記可変絞り手段に出力する出力部とを有することを特徴とする。

このように構成した本発明では、旋回用アクチュエータの動作速度の上限、すなわち、車体に対して左右に旋回する作業機の旋回速度の上限が、作業半径が小さくなるほど大きく設定される。つまり、車体に対して作業機を左右に旋回させる旋回手段を備える自走式作業機械において、作業機の旋回速度の上限を、作業半径が小さくなるほど大きくすることができる。

また、本発明は、前記発明において、前記作業機の旋回に伴う前記アタッチメントの移動速度が、前記作業機の作業半径に関係なく一定となるように、前記目標制御量決定手段により前記可変絞り手段の目標制御量を決定するようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記発明において、前記可変絞り手段が、前記旋回用アクチュエータと前記旋回用方向切換弁とを接続する管路に設けられ、前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量を絞る可変絞り弁からなることを特徴とする。

また、本発明は、前記発明において、前記旋回用方向切換弁と前記油圧ポンプの間に設けられ、前記旋回用方向切換弁に対して下流の圧力を受ける第１受圧部、及び、前記旋回用方向切換弁に対して上流の圧力を受ける第２受圧部を有し、前記旋回用方向切換弁に対して上流と下流の差圧を所定の補償差圧に保持しつつ、前記油圧ポンプから吐出された作動油を前記旋回用方向切換弁に導く旋回用圧力補償機能付き流量制御弁を備え、前記可変絞り手段が、固定容量型油圧ポンプと、前記制御手段の前記出力部から出力された制御信号に応じて前記固定容量型ポンプの吐出圧を減圧して出力する比例電磁式減圧弁と、この比例電磁式減圧弁から出力された圧力を、所定の補償差圧が小さくなるように受ける第３受圧部を含む前記旋回用圧力補償機能付き流量制御弁とを有することを特徴とする。

以上で説明したように、本発明によれば、作業機の旋回速度の上限を、作業半径が小さくなるほど大きくすることができる。これにより、アタッチメントの移動速度の上限が必要以上に小さくなるのを防止でき、作業能率の向上に貢献できる。

以下で本発明の自走式作業機械の実施形態について図を用いて説明する。

[第１の実施形態]
第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の自走式作業機械の第１の実施形態を示す側面図、図２は、図１に示す第１の実施形態の平面図、図３は、図１に示す第１の実施形態に備えられる旋回手段の拡大図、図４は、図３に示す旋回支持手段の平面図、図５は、図１に示す第１の実施形態に備えられる油圧制御装置を示す図、図６は、図５に示すコントローラの構成を示すブロック図、図７は、作業機が左旋回した状態を概略的に示す平面図、図８は、作業機が右旋回した状態を概略的に示す平面図である。

第１の実施形態は、自走式作業機械、例えば図１に示すリフトトラックである。このリフトトラック１は、左右側方に配置される前輪５Ａ，５Ｂ及び後輪７Ａ，７Ｂにより走行する車体２を備えている。この車体２の下部には、前後方向に長いフレーム３が設けてある。このフレーム３上には、作業機４を設置してある。

前輪５Ａ，５Ｂは、フレーム３の前部に固定された車軸６に回転可能に支持してある。また、フレーム３の後部には、ディファレンシャル装置９を設置してある。ディファレンシャル装置９は、駆動軸１０を介して走行用モータ（図示せず）に連結してある。このディファレンシャル装置９には、回転可能に支持された回転軸１１を介して後輪７Ａ，７Ｂを取り付けてある。

また、フレーム３の前後方向の中央には、フレーム３の左側方に張り出す２本のビーム１２，１３を固定してある。これらのビーム１２，１３には、運転室１４を設置してある。この運転室１４内には、運転席（図示せず）、前後輪を操舵するステイリング装置（図示せず）、作業機を操作する操作レバー４３ａ〜４６ａ（図７参照）等を設けてある。

また、フレーム３の前後方向中央には、フレーム３の右側方に張り出す機械室１５を固定してある。この機械室１５内には、エンジン１６、熱交換器１７、油圧ポンプ１８等を設置してある。

また、本実施形態は、フレーム３を旋回させる旋回手段１９とを備えている。この旋回手段１９は、フレーム３を旋回可能に支持する旋回支持手段２０と、フレーム３に旋回のための駆動力を付与する旋回用アクチュエータ、すなわち、旋回用シリンダ２１を備えている。

旋回支持手段２０は、フレーム３の前端に設けられる一対のアウトリガ２２Ａ，２２Ｂと、この一対のアウトリガ２２Ａ，２２Ｂの上部に上下方向に間隔を空けて配置され固定される第１上板２４及び第１下板２５と、フレーム３の前端に固定され第１上板２４及び第１下板２５の外側に配置される第２上板２６及び第２下板２７と、第１上板２４及び第１下板２５と第２上板２６及び第２下板２７とを連結する２本の連結ピン２８，２９を備えている。

第２上板２６及び第２下２７板のそれぞれには、後輪７，８間の中心を中心とする円弧状の長孔２６ａ，２７ａを設けてある。第１上板２４及び第１下板２５には、前記２本の連結ピン２８，２９を固定してある。各連結ピン２８，２９の上端側は、第２上板２６の長孔２６ａに摺動可能に挿通して抜け止めしてあり、各連結ピン２８，２９の下端側は、第２下板２７の長孔２７ａに摺動可能に挿通して抜け止めしてある。第２上板２６及び第２下板２７の左側部間には、支持ピン３０を固定してある。この支持ピン３０には、前記旋回用シリンダ２１のボトム側に回動可能に取り付けてある。旋回用シリンダ２１のロッド側は、前記２本の連結ピン２８，２９のうちの右側の連結ピン２８に回動可能に取り付けてある。

一対のアウトリガ２２Ａ，２２Ｂのそれぞれは、前輪５Ａ，５Ｂのそれぞれの前方に配置してある。アウトリガ２２Ａ，２２Ｂは、ジャッキアップシリンダ２２ａと、このジャッキアップシリンダ２２ａのそれぞれの下端に固着される接地板２２ｂ，２３ｂとを有する。

作業機４は、フレーム３に起伏可能に設けられ伸縮可能なブーム３１と、このブーム３１の先端に回動可能に設けられるアタッチメント３６とを有する。ブーム３１は、例えば、フレーム３に起伏可能に支持される第１ブーム部材３２と、この第１ブーム部材３２内に摺動可能に挿入される第２ブーム部材３３とを有する。このブーム３１は、起伏用シリンダ３４により第１ブーム部材３２に駆動力を付与されて起伏するようにしてある。また、ブーム３１は、伸縮用シリンダ３５により第２ブーム部材に駆動力を付与されて伸縮するようにしてある。また、アタッチメント３６は、例えばフォークであり、アタッチメント用シリンダ３７により駆動力を付与されて上下方向に回動駆動するようにしてある。

また、本実施形態は、上述した旋回用シリンダ２１、起伏用シリンダ３４、伸縮用シリンダ３５、及びアタッチメント用シリンダ３７へ供給する作動油の流れを制御するために、図５に示す油圧制御装置４０を備えている。

この油圧制御装置４０は、油圧制御回路４１を備えている。この油圧制御回路４１は、各シリンダ２１，３４，３５，３７に供給する作動油を吐出する油圧ポンプ４２と、旋回用シリンダ２１への作動油の流れを制御する旋回用方向切換弁４３と、起伏用シリンダ３４への作動油の流れを制御する起伏用方向切換弁４４と、伸縮用シリンダ３５への作動油の流れを制御する伸縮用方向切換弁４５と、アタッチメント用シリンダ３７への作動油の流れを制御するアタッチメント用方向切換弁４６とを有する。各方向切換弁４３〜４６は、互いに油圧ポンプ４２の吐出管路４７にパラレルに接続してあるとともに、吐出管路４７と分岐する分岐管路４８にパラレルに接続してある。各方向切換弁４３〜４６はそれぞれ、操作レバー４３ａ〜４６ａのそれぞれに与えられた操作力を機械的な手段によって伝達されて切り換わる方向切換弁からなり、ばね４３ｂ〜４６ｂのそれぞれにより中立位置に復帰するようにしてある。また、油圧ポンプ４２の吐出管路４７には、リリーフ弁４９を接続し、これにより最大ポンプ吐出圧を規定してある。

また、油圧制御回路４１は、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の上限を可変にする可変絞り手段を備えている。この可変絞り手段は、旋回用シリンダ２１と旋回用方向切換弁４３とを接続する管路５０に設けられ、旋回用方向切換弁４３から旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流量を可変にする可変絞り弁５１からなる。この可変絞り弁５１は、後述するコントローラ５２により制御信号（電流）を与えられるパイロット部５１ａと、復帰ばね５１ｂとを有する。この可変絞り弁５１は、管路５０を全開させる第１位置５１ｃと、作動油の流れの断面積を所定の最小断面積に絞る第２位置５１ｄとの間で変位するようにしてある。この可変絞り弁５１は、パイロット部５１ａに与えられる電流の値が大きいほど、第１位置５１ｃから第２位置５１ｄへの変位量が大きくなり、パイロット部に電流が与えられなくなると、復帰ばね５１ｂにより第１位置５１ｃに復帰するようにしてある。

また、油圧制御装置４０は、作業機４の姿勢に関する状態量を検出する姿勢検出手段を備えている。この姿勢検出手段は、例えば図１に示すように、作業機４の姿勢に関する状態量であるブーム３１の伸び量を検出し、その伸び量に相当する伸び量信号を出力するストロークセンサ５２と、作業機４の姿勢に関する状態量であるブーム３１の起伏角度を検出し、その起伏角度に相当する起伏角度信号を検出する角度センサ５３とから成る。ストロークセンサ５２は、図１に示すように、第１ブーム部材３２の端部に設置してある。角度センサ５３は、第１ブーム部材３２を起伏可能に支持する起伏支持部５４に設置してある。

また、油圧制御回路４１は、姿勢検出手段から出力された検出信号、すなわち、ストロークセンサ５２から出力された伸び量信号、及び、角度センサ５３から出力された起伏角度信号に応じて可変絞り弁５１を制御する制御手段を備えている。この制御手段は、図６に示すコントローラ６０からなる。

このコントローラ６０は、図６に示すように、ストロ−クセンサ５２から出力された伸び量信号及び角度センサ５２から出力された起伏角度信号が入力される入力部６１と、この入力部６１に入力された伸び量信号及び起伏角度信号から作業機４の作業半径Ｒを計算する作業半径計算手段６２と、この作業半径計算手段６２により算出された作業半径Ｒが小さいほど旋回用アクチュエータ２１に流入する作動油の流量の上限が大きくなるように、可変絞り弁５１の目標制御量を決定する目標制御量決定手段６３と、この目標制御量決定手段６３により決定された目標制御量に相当する制御信号を可変絞り弁５１に出力する出力部６４とを有する。なお、作業半径Ｒとは、アタッチメント３６と旋回中心Ｏ（後輪７Ａ，７Ｂ間の中心）との間の水平距離であるが、説明を簡単にするためにブーム３１の先端と旋回中心Ｏとの間の水平距離として説明する。

作業半径計算手段６２は、計算式記憶部６２ａと、作業半径計算部６３ｂとを有する。計算式記憶部６２ａは、作業半径Ｒを計算するための計算式が予め記憶されており、作業半径計算部６２ｂは、入力部６１に入力された伸び量信号、起伏角度信号及び計算式記憶部６２ａにより記憶された計算式とに基づいて作業半径Ｒの計算を行うようにしてある。さらに、計算式記憶部６２ａには、作業半径Ｒを求めるための計算式として例えば「Ｒ＝ｌｃｏｓθ−ｄ」を記憶させてある。「ｌ」はブームの最小長さｌｍｉｎにストロークセンサにより検出された伸び量Δｌを加算して求められるブームの長さ「ｌｍｉｎ＋Δｌ」、であり、「θ」はブーム３１が水平の状態を起伏角度０°とした起伏角度であり、「ｄ」は起伏中心と旋回中心Ｏとの水平距離である。

目標制御量決定手段６３は、関係記憶部６３ａと、目標制御量決定部６３ｂとを有する。関係記憶部６３ａは、作業半径Ｒと目標制御量に相当する制御信号の電流値Ｉとの関係であって、作業半径Ｒが大きくなるほど作業半径Ｒに比例して電流値Ｉが大きくなる、という関係を予め記憶させてある。目標制御量決定部６３ｂは、作業半径計算部６２ｂにより算出された作業半径Ｒと関係記憶部６３ａにより記憶された関係とに基づいて、可変絞り弁５１の目標制御量、すなわち、可変絞り弁５１に与える制御信号の電流値Ｉを決定するようにしてある。

このように構成した第１の実施形態は、次のように動作する。

＜旋回用方向切換弁の単独動作＞
旋回用方向切換弁４３が単独操作されると、油圧ポンプ４２から吐出される作動油が吐出管路４７から旋回用方向切換弁４３に導かれ、この旋回用方向切換弁４３により流れを制御されて、旋回用シリンダ２１に流入する。

旋回用方向切換弁４３が中立位置４３ａから右側のポート４３ｃに切り換えられた場合には、旋回用シリンダ２１のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、旋回用シリンダ２１が伸長する。これにより、図７に示すようにフレーム３が左旋回、すなわち、作業機４がフレーム３と一体となって左旋回する。また、旋回用方向切換弁４３が中立位置４３ｄから左側のポート４３ｅに切り換えられた場合には、旋回用シリンダ２１のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、旋回用シリンダ２１が短縮する。これにより、図８に示すようにフレーム３が右旋回、すなわち、作業機４がフレーム３と一体となって右旋回する。

＜起伏用方向切換弁の単独操作＞
起伏用方向切換弁４４が単独操作されると、油圧ポンプ４２から吐出される作動油が吐出管路４７から起伏用方向切換弁４４に導かれ、この起伏用方向切換弁４４により流れを制御されて、起伏用シリンダ３４に供給される。

起伏用方向切換弁４４が中立位置４４ｄから右側のポート４４ｃに切り換えられた場合には、起伏用シリンダ３４のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５４に排出されて、起伏用シリンダ３４が伸長する。これにより、第１ブーム部材３２が押上げられてブーム３１が起きる。また、起伏用方向切換弁４４が中立位置４４ｄから左側のポート４４ｅに切り換えられた場合、起伏用シリンダ３４のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、起伏用シリンダ３４が短縮する。これにより、第１ブーム部材３２が引き下げされてブーム３１が伏せる。

＜伸縮用方向切換弁の単独操作＞
伸縮用方向切換弁４５が単独操作されると、油圧ポンプ４２から吐出される作動油が吐出管路４７から伸縮用方向切換弁４５に導かれ、この伸縮用方向切換弁４５により流れを制御されて、伸縮用シリンダ３５に供給される。

伸縮用方向切換弁４５が中立位置４５ｄから右側のポート４５ｃに切り換えらた場合には、伸縮用シリンダ３５のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、伸縮用シリンダ３５が伸長する。これにより、第１ブーム部材３２から第２ブーム部材３３が押し出され、ブーム３１が伸長する。また、伸縮用方向切換弁４５が中立位置４５ｄから左側のポート４５ｅに切り換えられた場合には、伸縮用シリンダ３５のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、伸縮用シリンダ３５が短縮する。これにより、第１ブーム部材３２内に第２ブーム３３が引き込まれ、ブーム３１が短縮する。

＜アタッチメント用方向切換弁の単独操作＞
アタッチメント用方向切換弁４６が単独操作されると、油圧ポンプ４２から吐出される作動油が吐出管路４７からアタッチメント用方向切換弁４６に導かれ、このアタッチメント用方向切換弁４６により流れを制御されて、アタッチメント用シリンダ３７に供給される。

アタッチメント用方向切換弁４６が中立位置４６ｄから右側のポート４６ｃに切り換えられた場合には、アタッチメント用シリンダ４６のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、アタッチメント用シリンダ４６が伸長する。これにより、アタッチメント３６が上方向に回動する。また、アタッチメント用方向切換弁４６が中立位置４６ｄから左側のポート４６ｅに切り換えられた場合には、アタッチメント用シリンダ３７のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、アタッチメント用シリンダ３７が短縮する。これにより、アタッチメント３６が下方向に回動する。

＜方向切換弁の複合操作＞
また、複数、例えば２つの方向切換弁が複合操作されると、例えば旋回用方向切換弁４３と伸縮用方向切換弁４５が複合操作されると、油圧ポンプ４２から吐出される作動油が、旋回用方向切換弁４３に対して上流に位置する伸縮用方向切換弁４５に対しては吐出管路４７のみを介して導かれ、伸縮用方向切換弁４５に対して下流に位置する旋回用方向切換弁４３に対しては分岐管路４８を介して導かれる。そして、伸縮用方向切換弁４５に導かれた作動油は、その流れを伸縮用方向切換弁４５により制御されて伸縮用シリンダ３５に流入し、これにより、伸縮用シリンダ３５が伸縮しブーム３１が伸縮する。また、旋回用方向切換弁４３に導かれた作動油は、その流れを旋回用方向切換弁４３により制御されて旋回用シリンダ２１に供給され、これにより、旋回用シリンダ２１が伸縮しフレーム３が旋回する。

なお、旋回用方向切換弁４３と伸縮用方向切換弁４５以外の方向切換弁を組み合わた複合操作を行った場合も同様に、油圧ポンプ４２から吐出される作動油が、上流に位置する方向切換弁に対しては吐出管路４７のみを介して導かれ、下流に位置する方向切換弁に対しては分岐管路４８を介して導かれて、各方向切換弁に対応する各シリンダが伸縮する。

＜旋回速度の上限制御＞
ストロ−クセンサ５２では、ブーム３１の伸び量Δｌが検出され、この伸び量Δｌに相当する伸び量信号が出力される。この伸び量信号は、コントローラ６０の入力部６１に入力される。また、角度センサ５３では、ブーム３１の起伏角度θが検出され、この起伏角度θに相当する起伏角度信号が、コントローラ６０の入力部６１に入力される。

すると、コントローラ６０の作業半径計算部６２ｂでは、計算式記憶部６２ａにより記憶された計算式「ｌ＝ｌｍｉｎ＋Δｌ」とブーム３１の伸び量Δｌとに基づいて、ブーム３１の長さｌが算出され、このブーム３１の長さｌと、起伏角度信号により示される起伏角度θと、計算式記憶部６２ａに記憶された計算式「Ｒ＝ｌｃｏｓθ−ｄ」とに基づいて、作業半径Ｒが算出される。

次に、目標制御量決定部６３ｂでは、関係記憶部６３ａにより記憶された作業半径Ｒと制御信号の電流値Ｉの関係に基づいて、可変絞り弁５１に与える制御信号の電流値Ｉが決定される。これにより、制御信号の電流値Ｉは、作業半径Ｒが大きいほど大きなものに決定される。そして、決定された電流値Ｉの制御信号が出力部６４により可変絞り弁５１に出力される。

すると、図５に示すように、可変絞り弁５１は、与えられた制御信号の電流値Ｉの大きさに応じて、すなわち、作業半径Ｒの大きさに応じて、第１位置５１ｃから第２位置方向５１ｄへ変位し、これに伴って、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積が絞られる。これにより、旋回用シリンダ２１の伸縮速度の上限は、作業半径Ｒが最小作業半径よりも大きくなるほど最大伸縮速度よりも小さい伸縮速度に設定され、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど最小伸縮速度よりも大きい伸縮速度に設定される。すなわち、フレーム３と一体となって旋回する作業機４の旋回速度の上限は、作業半径Ｒが最小作業半径よりも大きくなるほど最大旋回速度よりも小さい旋回速度に設定され、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど最大旋回速度に近い旋回速度に設定される。

つまり、作業半径Ｒが最小作業半径のときには、可変絞り弁５１が第１位置５１ｃにあって旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流量が絞られないので、作業機４の旋回速度の上限が、例えば最大旋回速度に設定される。これにより、最小旋回速度から最大旋回速度までの範囲で作業機４を旋回させることが可能な状態となる。

また、作業半径Ｒが最大作業半径のときには、可変絞り弁５１が第２位置５１ｄまで変位して旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流量が最小まで絞られるので、作業機４の旋回速度の上限が、例えば、最小旋回速度よりも大きく最大旋回速度よりも小さな所定の小旋回速度に設定される。これにより、所定の小旋回速度から最小旋回速度までの範囲で、作業機４を旋回させることが可能な状態となる。

また、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さく最小作業半径よりも大きい中間作業半径のときには、可変絞り弁５１が第１位置５１ｃから第１位置５１ｃと第２位置５１ｄの間の中間位置まで変位するので、作業機４の旋回速度の上限が、例えば、前記所定の小旋回速度よりも大きく最大旋回速度よりも小さな中間旋回速度に設定される。これにより、最小旋回速度から中間旋回速度までの範囲で、作業機４を旋回させることが可能な状態となる。

第１の実施形態によれば、次の効果が得られる。

第１の実施形態では、ストロークセンサ５２、角度センサ５３、コントローラ６０及び可変絞り弁５１によって、作業半径Ｒが最小作業半径よりも大きくなるほど作業機４の旋回速度の上限を小さくすることができ、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど作業機４の旋回速度の上限を大きくすることができる。この結果、作業機４の旋回に伴うアタッチメント３６の移動速度の上限が必要以上に小さくなるのを防止でき、作業能率の向上に貢献できる。

[第２の実施形態]
第２の実施形態について説明する。

図９は、第２の実施形態に備えられる油圧制御装置を示す図である。なお、図９において、図５に示す油圧制御回路を同等のものには同じ符号を付してある。

第２の実施形態は、図９に示すように、第１の実施形態とは別の油圧制御装置７０を備えている。この油圧制御装置７０以外の第２の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態の油圧制御装置７０は、図９に示すように、油圧制御回路７１を備えている。この油圧制御回路７１では、可変容量型油圧ポンプ７２に、旋回用方向切換弁７３と、起伏用方向切換弁７４と、伸縮用方向切換弁７５と、アタッチメント用方向切換弁７６とをパラレルに接続してある。

また、旋回用方向切換弁７３と可変容量型油圧ポンプ７２の吐出管路７７とを接続する第１管路７８には、旋回用方向切換弁７３の上流と下流の差圧ΔＰｌｓ１を所定の補償差圧Ｐｓｅｔ１に保持しつつ、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出された作動油を旋回用方向切換弁７３に導く旋回用圧力補償機能付き流量制御弁７９（以下「旋回用圧力補償弁７９」という）を設けてある。この旋回用圧力補償弁７９は、旋回用方向切換弁７３に対して下流の圧力Ｐｌ１を受ける第１受圧部７９ａと、旋回用方向切換弁７３に対して上流の圧力Ｐｓ１を受ける第２受圧部７９ｂと、補償差圧Ｐｓｅｔ１を設定する差圧設定ばね７９ｃとを有する。この旋回用圧力補償弁７９は、第１管路７８を全開する第１位置７９ｄ（図９に示す右側の位置）と、第１管路７８を全閉する第２位置７９ｅ（図９に示す左側の位置）との間で変位するようにしてある。

同様に、起伏用方向切換弁７４と可変容量型油圧ポンプ７２の吐出管路７７とを接続する第２管路８０にも、起伏用方向切換弁７４の上流と下流の差圧ΔＰｌｓ２を所定の補償差圧Ｐｓｅｔ２に保持しつつ、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出された作動油を起伏用方向切換弁７４に導く起伏用圧力補償機能付き流量制御弁８１（以下「起伏用圧力補償弁８１」という）を設けてある。この起伏用圧力補償弁８１は、起伏用方向切換弁７４の下流の圧力Ｐｌ２を受ける第１受圧部８１ａと、起伏用方向切換弁７４の上流の圧力Ｐｓ２を受ける第２受圧部８１ｂと、補償差圧Ｐｓｅｔ２を設定する差圧設定ばね８１ｃとを有する。この起伏用圧力補償弁８１は、第２管路８０を全開する第１位置８１ｄと、第２管路８０を全閉する第２位置８１ｅとの間で変位するようにしてある。

同様に、伸縮用方向切換弁７５と可変容量型油圧ポンプ７２の吐出管路７７とを接続する第３管路８２にも、伸縮用方向切換弁７５の上流と下流の差圧ΔＰｌｓ３を所定の補償差圧Ｐｓｅｔ３に保持しつつ、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出された作動油を伸縮用方向切換弁７５に導く伸縮用圧力補償機能付き流量制御弁８３（以下「伸縮用圧力補償弁８３」という）を設けてある。この伸縮用圧力補償弁８３は、伸縮用方向切換弁７５の下流の圧力Ｐｌ３を受ける第１受圧部８３ａと、伸縮用方向切換弁７５の上流の圧力Ｐｓ３を受ける第２受圧部８３ｂと、補償差圧Ｐｓｅｔ３を設定する差圧設定ばね８３ｃとを有する。この伸縮用圧力補償弁８３は、第３管路８２を全開する第１位置８３ｄと、第３管路を全閉する第２位置８３ｅとの間で変位するようにしてある。

アタッチメント用方向切換弁７６と可変容量型油圧ポンプ７２の吐出管路７７とを接続する第４管路８４にも、アタッチメント用方向切換弁７６の上流と下流の差圧ΔＰｌｓ４を所定の補償差圧Ｐｓｅｔ４に保持しつつ、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出される作動油をアタッチメント用方向切換７６弁に導くアタッチメント用圧力補償機能付き流量制御弁８５（以下「アタッチメント用圧力補償弁８５」という）を設けてある。このアタッチメント用圧力補償弁８５は、アタッチメント用方向切換弁７６の下流の圧力Ｐｌ４を受ける第１受圧部８５ａと、アタッチメント用方向切換弁７６の上流の圧力Ｐｓ４を受ける第２受圧部８５ｂと、補償差圧Ｐｓｅｔ４を設定する差圧設定ばね８５ｃとを有する。このアタッチメント用圧力補償弁７６は、第４管路８４を全開する第１位置８５ｄと、第４管路８４を全閉する第２位置８４ｅとの間で変位するようにしてある。

また、油圧制御装置７０は、各方向切換弁７３〜７６の下流の圧力Ｐｌ１〜Ｐｌ４のうちの最大圧力ＰＬを選択する最大圧力選択手段を備えている。この最大圧力選択手段は、圧力Ｐｌ１〜Ｐｌ４のうちの最大圧力を選択する高圧選択型の第１〜第３シャトル弁８６〜８８を有する。

可変容量型油圧ポンプ７２には、第３シャトル弁８８により選択された最大圧力ＰＬに応じて可変容量型油圧ポンプ７２の押し退け容積を調節するレギュレータ８９を付設してある。このレギュレータ８９は、可変容量型油圧ポンプ７２の斜板７２ａを傾転させるサーボシリンダ９０と、このサーボシリンダ９０を駆動させる流量制御弁９１とを備えている。

サーボシリンダ９０は、ロッド室９０ｂを可変容量型油圧ポンプの吐出管路７７に接続してある。流量制御弁９１は、第３シャトル弁８８により選択された最大圧力ＰＬを受ける第１受圧部９１ａと、可変容量型油圧ポンプの吐出圧ＰＳを受ける第２受圧部９１ｂと、最大圧力ＰＬと吐出圧ＰＳの差圧ΔＰＬＳを所定の所定の補償差圧Ｐｓｅｔに設定する差圧設定ばね９１ｃとを有する。また、この流量制御弁９１は、サーボシリンダ９０のボトム室９０ａとロッド室９０ｂに接続してあり、ボトム室９０ａを作動油タンク５５に連通する第１位置９１ｄと、ロッド室９０ｂの作動油をボトム室９０ａに導く第２位置９１ｅとの間で変位するようにしてある。

また、油圧制御装置７０では、可変絞り手段が、固定容量型油圧ポンプ９２と、比例電磁式減圧弁９３と、旋回用圧力補償弁７９とを有する。比例電磁式減圧弁９３は、コントローラ６０の出力部６４から出力された制御信号（電流）に応じて固定容量型ポンプ９２の吐出圧を減圧して出力するようにしてあり、旋回用圧力補償弁７９は、比例電磁式減圧弁９３から出力された圧力を、補償差圧Ｐｓｅｔ１が小さくなるように受ける第３受圧部７９ｆを有している。

旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆは、比例電磁式減圧弁９３からの出力圧が差圧設定ばね７９ｃの弾性力に対抗する圧力となるように、旋回用圧力補償弁７９に設けてある。

比例電磁式減圧弁９３は、コントローラ６０からの電気的な制御信号を受けるパイロット部９３ａと、パイロット部９３ａが受ける圧力と出力圧の差圧を所定の補償差圧に設定する差圧設定ばね９３ｂとを有する。また、この比例電磁式減圧弁９３は、固定容量型油圧ポンプ９２の吐出圧を旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆに導く第１位置９３ｄと、第３受圧部７９ｆの作動油を作動油タンク９４に導く第２位置９３ｃとの間で変位するようにしてある。

なお、第２の実施形態の油圧制御装置７０では、比例電磁式減圧弁９３を制御する制御手段として、第１の実施形態と同様にコントローラ６０を備えている。ただし、第２の実施形態では、目標制御量決定手段６３が決定する電流値Ｉが、比例電磁式減圧弁９３を制御する制御信号の電流値であり、出力部６４が電流値Ｉの制御信号を比例電磁式減圧弁９３に出力するようにしてある。

このように構成した第２の実施形態は、次のように動作する。

＜旋回用方向切換弁の単独操作＞
旋回用方向切換弁７３が単独操作されると、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出される作動油が第１管路７８を介して旋回用方向切換弁７３に導かれ、この旋回用方向切換弁７３により流れを制御されて、旋回用シリンダ２１に供給される。

旋回用方向切換弁７３が中立位置７３ｂから左側のポート７３ｃに切り換えられた場合には、旋回用シリンダ２１のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、旋回用シリンダ２１が伸長する。これにより、図７に示すようにフレーム３が左旋回、すなわち、作業機４がフレーム３と一体となって左旋回する。また、旋回用方向切換弁７３が中立位置７３ｂから右側のポート７３ａに切り換えられた場合には、旋回用シリンダ２１のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、旋回用シリンダ２１が短縮する。これにより、図８に示すようにフレームが右旋回、すなわち、作業機４がフレーム３と一体となって右旋回する。

このようにして旋回用シリンダ２１が伸縮する間、旋回用圧力補償弁７９の第１受圧部７９ａには旋回用方向切換弁７３の下流の圧力Ｐｌ１が作用し、旋回用圧力補償弁７９の第２受圧部７９ｂには、旋回用方向切換弁７３の上流の圧力Ｐｓ１が作用する。そして、圧力Ｐｌ１と圧力Ｐｓ１の差圧ΔＰｌｓ１による力が差圧設定ばね７９ｃの弾性力とつり合うように、旋回用圧力補償弁７９が第１位置７９ａと第２位置７９ｂとの間で変位する。つまり、差圧ΔＰｌｓ１が、差圧設定ばね７９ｃにより設定される補償差圧Ｐｓｅｔ１に保持された状態で、旋回用シリンダ２１に作動油が流入する。

また、この間、旋回用方向切換弁７３の下流の圧力Ｐｌ１が第１〜第３シャトル弁８６〜８８により最大圧力ＰＬとして選択されて、流量制御弁９１の第１受圧部９１ａに作用する。また、流量制御弁９１の第２受圧部９１ｂには、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出圧ＰＳが作用する。そして、最大負圧力ＰＬ（＝Ｐｌ１）と吐出圧ＰＳの差圧ΔＰＬＳによる力と差圧設定ばね９１ｃの弾性力とがつり合うように、流量制御弁９１が第１位置９１ａと第２位置９１ｂとの間で変位する。これに伴い、サーボシリンダ９０が駆動して斜板７２ａの傾転角が変化する。これにより、旋回用方向切換弁７３の下流の圧力Ｐｌ１に応じて、言い換えると、旋回用シリンダ２１の負荷圧に応じて、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出流量が制御される。

＜起伏用方向切換弁の単独操作＞
起伏用方向切換弁７４が単独操作されると、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出される作動油が第２管路８０を介して起伏用方向切換弁７４に導かれ、この起伏用方向切換弁７４により流れを制御されて、起伏用シリンダ３４に供給される。

起伏用方向切換弁７４が中立位置７４ｂから左側のポート７４ｃに切り換えられた場合には、起伏用シリンダ３４のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、起伏用シリンダ３４が伸長する。これにより、第１ブーム部材３２が押上げられてブーム３１が起きる。また、起伏用方向切換弁７４が中立位置７４ｂから右側のポート７４ａに切り換えられた場合、起伏用シリンダ３４のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、起伏用シリンダ３４が短縮する。これにより、第１ブーム部材３２が引き下げされてブーム３１が伏せる。

このようにして起伏用シリンダ３４が伸縮する間、起伏用圧力補償弁８１の第１受圧部８１ａには起伏用方向切換弁７４の下流の圧力Ｐｌ２が作用し、起伏用圧力補償弁８１の第２受圧部８１ｂには、起伏用方向切換弁７４の上流の圧力Ｐｓ２が作用する。そして、圧力Ｐｌ２と圧力Ｐｓ２の差圧ΔＰｌｓ２による力が差圧設定ばね８１ｃの弾性力とつり合うように、伸縮用圧力補償弁８１が第１位置８１ｄと第２位置８１ｅとの間で変位する。つまり、差圧ΔＰｌｓ２が、差圧設定ばね８１ｃにより設定される補償差圧Ｐｓｅｔ２に保持された状態で、起伏用シリンダ３４に作動油が流入する。

また、この間、起伏用方向切換弁７４の下流の圧力Ｐｌ２が第１〜第３シャトル弁８６〜８８により最大圧力ＰＬとして選択されて、流量制御弁９１の第１受圧部９１ａに作用する。また、流量制御弁９１の第２受圧部９１ｂには、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出圧ＰＳが作用する。そして、最大負圧力ＰＬ（＝Ｐｌ２）と吐出圧ＰＳの差圧ΔＰＬＳによる力と差圧設定ばね９１ｃの弾性力とがつり合うように、流量制御弁９１が第１位置９１ｄと第２位置９１ｅとの間で変位する。これに伴い、サーボシリンダ９０が駆動して斜板７２ａの傾転角が変化する。つまり、起伏用方向切換弁７４の下流の圧力Ｐｌ２に応じて、言い換えると、起伏用シリンダ３４の負荷圧に応じて、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出流量が制御される。

＜伸縮用方向切換弁の単独操作＞
伸縮用方向切換弁が単独操作されると、可変容量型油圧ポンプから吐出される作動油が第３管路８２を介して伸縮用方向切換弁に導かれ、この伸縮用方向切換弁により流れを制御されて、伸縮用シリンダに供給される。

伸縮用方向切換弁７５が中立位置７５ｂから左側のポート７５ｃに切り換えら場合には、伸縮用シリンダ３５のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、伸縮用シリンダ３５が伸長する。これにより、第１ブーム部材３２から第２ブーム部材３３が押し出され、ブーム３１が伸長する。また、伸縮用方向切換弁７５が中立位置７５ｂから右側のポート７５ａに切り換えられた場合には、伸縮用シリンダ３５のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、伸縮用シリンダ３５が短縮する。これにより、第１ブーム部材３２内に第２ブーム３３が引き込まれ、ブーム３１が短縮する。

このようにして伸縮用シリンダ３５が伸縮する間、伸縮用圧力補償弁８３の第１受圧部８３ａには伸縮用方向切換弁７５の下流の圧力Ｐｌ３が作用し、伸縮用圧力補償弁８３の第２受圧部８３ｂには、伸縮用方向切換弁７５の上流の圧力Ｐｓ３が作用する。そして、圧力Ｐｌ３と圧力Ｐｓ３の差圧ΔＰｌｓ３による力が差圧設定ばね８３ｃの弾性力とつり合うように、伸縮用圧力補償弁８３が第１位置８３ｄと第２位置８３ｅとの間で変位する。つまり、差圧ΔＰｌｓ３が、差圧設定ばね８３ｃにより設定される補償差圧Ｐｓｅｔ３に保持された状態で、伸縮用シリンダ３５に作動油が流入する。

また、この間、伸縮用方向切換弁７５の下流の圧力Ｐｌ３が第２，第３シャトル弁８７，８８により最大圧力ＰＬとして選択されて、流量制御弁９１の第１受圧部９１ａに作用する。また、流量制御弁９１の第２受圧部９１ｂには、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出圧ＰＳが作用する。そして、最大負圧力ＰＬ（＝Ｐｌ３）と吐出圧ＰＳの差圧ΔＰＬＳによる力と差圧設定ばね９１ｃの弾性力とがつり合うように、流量制御弁９１が第１位置９１ｄと第２位置９１ｅとの間で変位する。これに伴い、サーボシリンダ９０が駆動して斜板７２ａの傾転角が変化する。つまり、伸縮用方向切換弁７５の下流の圧力Ｐｌ３に応じて、言い換えると、伸縮用シリンダ３５の負荷圧に応じて、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出流量が制御される。

＜アタッチメント用方向切換弁の単独操作＞
アタッチメント用方向切換弁７６が単独操作されると、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出される作動油が第４管路８４を介してアタッチメント用方向切換弁７６に導かれ、このアタッチメント用方向切換弁７６により流れを制御されて、アタッチメント用シリンダ３７に供給される。

アタッチメント用方向切換弁７６が中立位置７６ｂから左側のポート７６ｃに切り換えられた場合には、アタッチメント用シリンダ３７のボトム側に作動油が流入し、ロッド側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、アタッチメント用シリンダ３７が伸長する。これにより、アタッチメント３６が上方向に回動する。また、アタッチメント用方向切換弁７６が中立位置７６ｂから右側のポート７６ａに切り換えられた場合には、アタッチメント用シリンダ３７のロッド側に作動油が流入し、ボトム側の作動油が作動油タンク５５に排出されて、アタッチメント用シリンダ３７が短縮する。これにより、アタッチメント３６が下方向に回動する。

このようにしてアタッチメント用シリンダ３７が伸縮する間、アタッチメント用圧力補償弁８５の第１受圧部８５ａにはアタッチメント用方向切換弁７６の下流の圧力Ｐｌ４が作用し、アタッチメント用圧力補償弁８５の第２受圧部８５ｂには、アタッチメント用方向切換弁７６の上流の圧力Ｐｓ４が作用する。そして、圧力Ｐｌ４と圧力Ｐｓ４の差圧ΔＰｌｓ４による力が差圧設定ばね８５ｃの弾性力とつり合うように、アタッチメント用圧力補償弁８５が第１位置８５ｄと第２位置８５ｅの間で変位する。つまり、差圧ΔＰｌｓ４が、差圧設定ばね８５ｃにより設定される補償差圧Ｐｓｅｔ４に保持された状態で、アタッチメント用シリンダ３７に作動油が流入する。

また、この間、アタッチメント用方向切換弁７６の下流の圧力Ｐｌ４が第３シャトル弁８８により最大圧力ＰＬとして選択されて、流量制御弁９１の第１受圧部９１ａに作用する。また、流量制御弁９１の第２受圧部９１ｂには、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出圧ＰＳが作用する。そして、最大負圧力ＰＬ（＝Ｐｌ４）と吐出圧ＰＳの差圧ΔＰＬＳによる力と差圧設定ばね９１ｃの弾性力とがつり合うように、流量制御弁９１が駆動する。これに伴い、サーボシリンダ９０が駆動して斜板７２ａの傾転角が変化する。つまり、アタッチメント用方向切換弁７６の下流の圧力Ｐｌ４に応じて、言い換えると、アタッチメント用シリンダ３７の負荷圧に応じて、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出流量が制御される。

＜方向切換弁の複合操作＞
また、複数、例えば２つの方向切換弁が複合操作されると、例えば、旋回用方向切換弁７３と伸縮用方向切換弁７５が複合操作されると、旋回用方向切換弁７３及び伸縮用方向切換弁７５のそれぞれに、可変容量型油圧ポンプ７２から吐出される作動油が第１管路７８及び第２管路８０のそれぞれを介して導かれる。そして、旋回用方向切換弁７３に導かれた作動油は、その流れを旋回用方向切換弁７３により制御されて、旋回用シリンダ２１に供給され、これにより、旋回用シリンダ２１が伸縮しフレーム３と一体で作業機４が旋回する。また、伸縮用方向切換弁７５に導かれた作動油は、その流れを伸縮用方向切換弁７５により制御されて伸縮用シリンダ３５に供給され、これにより、伸縮用シリンダ３５が伸縮しブーム３１が伸縮する。

このようにして旋回用シリンダ２１及び伸縮用シリンダ３５のそれぞれが伸縮する間、旋回用方向切換弁７３の上流と下流の差圧ΔＰｌｓ１が、旋回用圧力補償弁７９により補償差圧Ｐｓｅｔ１に保持された状態で、旋回用シリンダ２１に作動油が流入する。同様に、伸縮用シリンダ３５の上流と下流の差圧ΔＰｌｓ３が、伸縮用圧力補償弁８３により補償差圧Ｐｓｅｔ３に保持された状態で、伸縮用シリンダ３５に作動油が流入する。

また、この間、旋回用方向切換弁７３の下流の圧力Ｐｌ１と、伸縮用方向切換弁７５の下流の圧力Ｐｌ３のいずれか大きい方が、第１〜第３シャトル弁８６〜８８により最大圧力ＰＬとして選択されて、流量制御弁９１の第１受圧部９１ａに作用する。また、流量制御弁９１の第２受圧部９１ｂには、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出圧ＰＳが作用する。そして、最大負圧力ＰＬと吐出圧ＰＳの差圧ΔＰＬＳによる力と差圧設定ばね９１ｃの弾性力とがつり合うように流量制御弁９１が第１位置９１ｄと第２位置９１ｅの間を変位し、サーボシリンダ９０が駆動して斜板７２ａの傾転角が変化する。つまり、旋回用方向切換弁７３の下流の圧力Ｐｌ１と、伸縮用方向切換弁７５の下流の圧力ｌ２とのいずれか大きい方の圧力に応じて、言い換えると、旋回用シリンダ２１の負荷圧と伸縮用シリンダ３５の負荷圧とのいずれか大きい方に応じて、可変容量型油圧ポンプ７２の吐出流量が制御される。

なお、旋回用方向切換弁７３と伸縮用方向切換弁７５以外の方向切換弁を組み合わて複合操作を行った場合や、３つ以上の方向切換弁を組み合わせて複合操作を行った場合も同様にして、操作された方向切換弁に対応する各シリンダが伸縮し、各シリンダの負荷圧のうちの最も大きいものに応じて可変容量型油圧ポンプの吐出圧が制御される。

＜旋回速度の上限制御＞
ストロ−クセンサ５２では、ブーム３１の伸び量Δｌが検出され、この伸び量Δｌに相当する伸び量信号が出力される。この伸び量信号は、コントローラ６０の入力部６１に入力される。また、角度センサ５３によりブームの起伏角度θが検出され、この起伏角度θに相当する起伏角度信号が、コントローラ６０の入力部６１に入力される。

すると、コントローラ６０の作業半径計算部で６２ｂでは、計算式記憶部６２ａにより記憶された計算式「ｌ＝ｌｍｉｎ＋Δｌ」とブーム３１の伸び量Δｌとに基づいて、ブーム３１の長さｌが算出され、このブーム３１の長さｌと、起伏角度信号により示される起伏角度θと、計算式記憶部に記憶された計算式「Ｒ＝ｌｃｏｓθ−ｄ」とに基づいて、作業半径Ｒが算出される。

次に、目標制御量決定部６３ｂでは、関係記憶部６３ａにより記憶された作業半径Ｒと制御信号の電流値Ｉの関係に基づいて、比例電磁式減圧弁９３に与える制御信号の電流値Ｉが決定される。これにより、制御信号の電流値Ｉは、作業半径Ｒが大きいほど大きなものに決定される。そして、決定された電流値Ｉの制御信号が出力部６４により比例電磁式減圧弁９３に出力される。

すると、比例電磁式減圧弁９３は、与えられた制御信号の電流値Ｉの大きさに応じて、すなわち、作業半径Ｒに応じて、第１位置９３ａと第２位置９３ｂの間で変位する。これにより、比例電磁式減圧弁９３では、固定容量型油圧ポンプ９２の吐出圧の減圧が行われ、旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆに出力される。これに伴い、旋回用圧力補償弁７９は、第３受圧部７９ｆにおいて第２位置７９ｂに変位する方向に押圧され、これにより、旋回用圧力補償弁７９の補償差圧がＰｓｅｔ１よりも小さくなる。

つまり、作業半径Ｒが最小作業半径よりも大きくなるほど、旋回用圧力補償弁７９の補償差圧がＰｓｅｔ１よりも小さくなり、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量が大きくなる。また、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど、補償差圧が大きくなってＰｓｅｔ１に近づき、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量が小さくなる。これにより、旋回用シリンダ２１の伸縮速度の上限、すなわち、フレーム３と一体で旋回する作業機４の旋回速度の上限が、作業半径Ｒが最小作業半径よりも大きくなるほど最大旋回速度よりも小さい旋回速度設に定され、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど最大旋回速度に近い旋回速度に設定される。

つまり、作業半径Ｒが最小作業半径のときには、比例電磁式減圧弁９３から旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆに圧力が出力されず、旋回用圧力補償弁７９の補償差圧はＰｓｅｔ１のままであるので、旋回用圧力補償弁７９は、補償差圧Ｐｓｅｔ１を保持するためだけに、第１位置９３ａと第２位置９３ｂの間で変位する。すなわち、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量を、作業機４の旋回速度の上限を小さくするために大きくするということは行われない。これにより、最小旋回速度から最大旋回速度までの範囲で作業機４を旋回させることが可能な状態となる。

また、作業半径Ｒが最大作業半径のときには、比例電磁式減圧弁９３から旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆに最大圧力が出力され、旋回用圧力補償弁７９の補償差圧が最小補償差圧となるので、旋回用圧力補償弁７９は、最小補償差圧を保持するために、第１位置９３ａと第２位置９３ｂの間で変位するようになる。言い換えると、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量が最大となる。これにより、作業機４の旋回速度の上限が、最小旋回速度よりも大きく最大旋回速度よりも小さな所定の小旋回速度に設定される。したがって、所定の小旋回速度から最小旋回速度までの範囲で、作業機４を旋回させることが可能な状態となる。

また、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さく最小作業半径よりも大きい中間作業半径のときには、比例電磁式減圧弁９３から旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆに前記最大圧力よりも小さな中間圧力が出力され、旋回用圧力補償弁７９の補償差圧が最小補償差圧よりも大きくＰｓｅｔ１よりも小さい中間補償差圧となるので、旋回用圧力補償弁７９は、中間補償差圧を保持するために、第１位置９３ａと第２位置９３ｂの間で変位するようになる。言い換えると、旋回用シリンダ２１に流入する作動油の流れの断面積の絞り量が最大作業半径のときよりも小さくなる。これにより、作業機４の旋回速度の上限が、前記所定の小旋回速度よりも大きく最大旋回速度よりも小さな中間旋回速度に設定される。したがって、最小旋回速度から中間旋回速度までの範囲で、作業機４を旋回させることが可能な状態となる。

第２の実施形態によれば、次の効果が得られる。

第２の実施形態では、ストロークセンサ５２、角度センサ５３、コントローラ６０、固定容量型油圧ポンプ９２及び比例電磁式減圧弁式減圧弁９３によって、作業半径Ｒが最小作業半径よりも大きくなるほど作業機４の旋回速度の上限を小さくすることができ、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど作業機４の旋回速度の上限を大きくすることができる。この結果、作業機４の旋回に伴うアタッチメント３６の移動速度の上限が必要以上に小さくなるのを防止でき、作業能率の向上に貢献できる。

なお、第２の実施形態では、各方向切換弁７４〜７６が機械式方向切換弁であり、旋回用圧力補償弁７９の第３受圧部７９ｆに圧力を与えるために固定容量型油圧ポンプ９２を設けてあるが、本発明はこれに限るものではない。例えば、各方向切換弁７４〜７６をパイロット圧式方向切換弁に替えて、固定容量型ポンプ９２を各パイロット圧式方向切換弁にパイロット圧を与えるためのパイロットポンプとしてもよい。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、旋回手段が、フレーム３を作業機４と一体に旋回可能に支持する旋回支持手段２０と、旋回用シリンダ２１とを備えるものであるが、本発明はこれに限るものではない。つまり、旋回手段が、作業機４をフレーム３に対して旋回させるものであって、作業機４に旋回のための駆動力を付与する旋回用アクチュエータ、例えば油圧モータとを備えるものであってもよい。

また、第１の実施形態及び第２の実施形態では、作業半径Ｒが最大作業半径よりも小さくなるほど作業機４の旋回速度の上限が大きくなるように、可変絞り手段の目標制御量を決定するようにした。この目標制御量は、例えば、作業機４の旋回に伴うアタッチメント３６の移動速度の上限が、作業半径Ｒに関係なく一定となるように設定してもよい。

本発明の自走式作業機械の第１の実施形態を示す側面図である。 図１に示す第１の実施形態の平面図である。 図１に示す旋回手段の拡大図である。 図３に示す旋回支持手段の平面図である。 図１に示す第１の実施形態に備えられる油圧制御装置を示す図である。 図７に示すコントローラを示すブロック図である。 作業機が右旋回した状態を概略的に示す平面図である。 作業機が左旋回した状態を概略的に示す平面図である。 第２の実施形態に備えられる油圧制御装置を示す図である。

符号の説明

１ リフトトラック（自走式作業機械）
２ 車体
３ フレーム
４ 作業機
５Ａ，５Ｂ 前輪
７Ａ，７Ｂ 後輪
１８ 油圧ポンプ
１９ 旋回手段
２０ 旋回支持手段
２１ 旋回用シリンダ（旋回用アクチュエータ）
３１ ブーム
３６ アタッチメント
４０ 油圧制御装置
４１ 油圧制御回路
４２ 油圧ポンプ
４３ 旋回用方向切換弁
５１ 可変絞り弁（可変絞り手段）
５２ ストロークセンサ（姿勢検出手段）
５３ 角度センサ（姿勢検出手段）
６０ コントローラ（制御手段）
６１ 入力部
６２ 作業半径計算手段
６３ 目標制御量決定手段
６４ 出力部
７０ 油圧制御装置
７１ 油圧制御回路
７２ 可変容量型油圧ポンプ
７３ 旋回用方向切換弁
７９ 旋回用圧力補償弁（可変絞り手段）
９２ 固定容量型油圧ポンプ（可変絞り手段）
９３ 比例電磁式減圧弁（可変絞り手段）

Claims (5)

1. 左右側方に配置される前輪及び後輪により走行する車体と、この車体に起伏可能に設けられる伸縮可能なブーム及びこのブームの先端に設けられるアタッチメントを有する作業機と、この作業機を前記車体の接する接地面に対して左右に旋回させる旋回手段とを備え、
   前記旋回手段が、前記車体を旋回可能に支持する旋回支持手段と、この旋回支持手段と前記車体との間に設けられ、前記旋回支持手段に対して前記車体を旋回させるための駆動力を付与する旋回用アクチュエータと、この旋回用アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプから前記旋回用アクチュエータへの作動油の流れを制御する旋回用方向切換弁とを有する自走式作業機械において、
   前記作業機の姿勢に関する状態量を検出しその状態量に相当する検出信号を出力する姿勢検出手段と、前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量を可変に制限する可変絞り手段と、前記姿勢検出手段により検出された状態量に応じて前記可変絞り手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段が、前記姿勢検出手段から出力された状態量に相当する検出信号が入力される入力部と、この入力部に入力された検出信号から前記作業機の作業半径を計算する作業半径計算手段と、この作業半径計算手段により算出された作業半径が大きいほど前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量が減少するように前記可変絞り手段の目標制御量を決定し、前記作業半径計算手段により算出された作業半径が小さいほど前記旋回用アクチュエータに流入する流量が増大するように前記可変絞り手段の目標制御量を決定する目標制御量決定手段と、この目標制御量決定手段により決定された目標制御量に相当する制御信号を前記可変絞り手段に出力する出力部とを有することを特徴とする自走式作業機械。
2. 左右側方に配置される前輪及び後輪により走行する車体と、この車体に起伏可能に設けられる伸縮可能なブーム及びこのブームの先端に設けられるアタッチメントを有する作業機と、この作業機を前記車体に対して左右に旋回させる旋回手段とを備え、
   前記旋回手段が、前記作業機に旋回のための駆動力を付与する旋回用アクチュエータと、この旋回用アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、この油圧ポンプから前記旋回用アクチュエータへの作動油の流れを制御する旋回用方向切換弁とを有する自走式作業機械において、
   前記作業機の姿勢に関する状態量を検出しその状態量に相当する検出信号を出力する姿勢検出手段と、前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量を可変に制限する可変絞り手段と、前記姿勢検出手段により検出された状態量に応じて前記可変絞り手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段が、前記姿勢検出手段から出力された状態量に相当する検出信号が入力される入力部と、この入力部に入力された検出信号から前記作業機の作業半径を計算する作業半径計算手段と、この作業半径計算手段により算出された作業半径が大きいほど前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流れの断面積の絞り量が大きくなるように前記可変絞り手段の目標制御量を決定し、前記作業半径計算手段により算出された作業半径が小さいほど前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流れの断面積の絞り量が小さくなるように前記可変絞り手段の目標制御量を決定する目標制御量決定手段と、この目標制御量決定手段により決定された目標制御量に相当する制御信号を前記可変絞り手段に出力する出力部とを有することを特徴とする自走式作業機械。
3. 請求項１または２記載の発明において、
   前記作業機の旋回に伴う前記アタッチメントの移動速度が、前記作業機の作業半径に関係なく一定となるように、前記目標制御量決定手段により前記可変絞り手段の目標制御量を決定するようにしたことを特徴とする自走式作業機械。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、
   前記可変絞り手段が、前記旋回用アクチュエータと前記旋回用方向切換弁とを接続する管路に設けられ、前記旋回用アクチュエータに流入する作動油の流量を絞る可変絞り弁からなることを特徴とする自走式作業機械。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、
   前記旋回用方向切換弁と前記油圧ポンプの間に設けられ、前記旋回用方向切換弁に対して下流の圧力を受ける第１受圧部、及び、前記旋回用方向切換弁に対して上流の圧力を受ける第２受圧部を有し、前記旋回用方向切換弁に対して上流と下流の差圧を所定の補償差圧に保持しつつ、前記油圧ポンプから吐出された作動油を前記旋回用方向切換弁に導く旋回用圧力補償機能付き流量制御弁を備え、
   前記可変絞り手段が、固定容量型油圧ポンプと、前記制御手段の前記出力部から出力された制御信号に応じて前記固定容量型ポンプの吐出圧を減圧して出力する比例電磁式減圧弁と、この比例電磁式減圧弁から出力された圧力を、所定の補償差圧が小さくなるように受ける第３受圧部を含む前記旋回用圧力補償機能付き流量制御弁とを有することを特徴とする自走式作業機械。
   
   

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