JP2010084333A - 作業機のフロート制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】アームにおけるフロート制御を行うにあたって、そのフロート動作をスムーズ且つ確実に行うことができるようにする。
【解決手段】コントローラ75は、アーム22をフロート動作させるためのフロートモード76を備え、コントローラ75には、切換装置65を動作させるフロートスイッチ77が接続され、コントローラ75のフロートモード76は、アーム用油圧アクチュエータ26のボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいてフロートスイッチ77の操作を行ったときに切換装置65の開動作を許可する。
【選択図】図5

Description

本発明は、作業機のフロート制御システムに関する。
従来より、様々な作業を行う作業機においては、作業用のアタッチメントを油圧アクチュエータによって作動させることが一般的である。油圧アクチュエータは、ポンプから吐出された作動油の圧力等によって伸縮自在に駆動するようになっているが、油圧アクチュエータに作用する圧力を解除することによって、油圧アクチュエータを自在に伸縮させるフロート制御を備えた作業機が開発されてきている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の作業機では、機体フレームに上下揺動自在に支持されたアームの先端に設けられた作業用アタッチメントの作業用油圧アクチュエータの油圧供給路において、ボトム側流路とトップ側流路とを連通させる作動油連通路を設け、その上で、作動油連通路上に当該作動油連通路を開閉するフロート弁を設けて、このフロート弁を作動させることによって、フロート制御を行っている。
米国特許第6389952号明細書
特許文献1の作業機では、作業用アタッチメントを操作する操作部材を中立位置(作業用アタッチメントを停止状態)したときに、作業用油圧アクチュエータの動作を通常の制御状態からフロート制御に切り換えることを行っている。
しかしながら、特許文献1のフロート制御の切換の技術を、作業機のアームに適用することはできないのが実情である。即ち、作業用アタッチメント(作業用油圧アクチュエータ)はアームの先端側で作動し、一方、アームは機体フレームに対して上下揺動動作をするものであって、両者の動作機構も異なると共に動作状況も異なることから、通常の制御状態からフロート制御に切り換える条件を、アームのフロート制御を行うにあたっては、特許文献1の作業用油圧アクチュエータとは別に新たに構築しなければならない。
本発明は上記問題点に鑑み、アームにおけるフロート制御を行うにあたって、そのフロート動作をスムーズ且つ確実に行うことができる作業機のフロート制御システムを提供することを目的とする。
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可する点にある。
本発明の他の技術的手段は、機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、アームの先端の高さが所定値以下になったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可する点にある。
本発明の他の技術的手段は、機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、アームの先端の高さが所定値以下で、且つ、アームの動作速度が所定値以上となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可する点にある。
本発明の他の技術的手段は、機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、前記アームの下げ動作が所定時間以上継続したときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに切換装置の開動作を許可する点にある。
本発明の他の技術的手段は、機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、アームの先端の高さが所定値以下なると共に、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可する点にある。
本発明の他の技術的手段は、機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、前記アームが所定値以上の動作速度で下降すると共に、アームの先端の高さが所定値以下となり、さらに、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可する点にある。
本発明によれば、アームにおけるフロート制御を行うにあたって、そのフロート動作をスムーズ且つ確実に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1及び図2において、本発明に係る作業機1(トラックローダ)は、機体フレーム2と、この機体フレーム2に装着した作業装置3と、機体フレーム2を支持する左右一対の走行装置4とを備え、機体フレーム2の上部前部側にキャビン5(運転者保護装置)が搭載されている。
機体フレーム2は、鉄板等により構成されていて、底壁6と、左右一対の側壁7と、前壁8と、左右各側壁7の後部に設けられた支持枠体9とを備え、側壁7間は上方に開放状とされ、この機体フレーム2の後端部には、左右一対の支持枠体9間の後端開口を塞ぐ蓋部材10が開閉自在に設けられている。
前記キャビン5は、前下端が機体フレーム2の前壁8の上縁部8aに接当載置されていると共に、背面の上下中途部が機体フレーム2の支持ブラケット11に、左右方向の支持軸12廻りに揺動自在に支持されており、支持軸12回りにキャビン5を上方に揺動することにより機体フレーム2内のメンテナンス等ができるよう構成されている。
キャビン5内には運転席13が設けられ、この運転席13の左右一側(例えば、左側)には、走行装置4を操作するための走行用操作部材が配置され、運転席13の左右他側(例えば、右側)には、作業装置3を操作するための作業用操作部材15が配置されている。運転席13の前側には、作業機1のエンジン29の回転数、水温、油温等を表示したり、様々な警告などを表示するための表示装置(メータ)14が設けられている。
キャビン5は上面が屋根で塞がれ、左右の側面が多数の角孔を形成した側壁で塞がれ、背面上部がリヤガラスで塞がれ、底面の前後方向中央部が底壁により塞がれていて、前方が開口した箱形に形成され、前面側が乗降口とされている。
左右の各走行装置4は、前後一対の従動輪16と、前後の従動輪16間の上方で且つ後部寄りに配置した駆動輪17と、前後の従動輪16間に配置した複数の転輪18と、これら前後従動輪16,駆動輪17及び転輪18にわたって巻き掛けられた無端帯状のクローラベルト19とを備えてなるクローラ式走行装置により構成されている。
前後従動輪16及び転輪18は、機体フレーム2に取付固定されたトラックフレーム20に横軸回りに回転自在に取り付けられ、駆動輪17は前記トラックフレーム20に取り付けられた油圧駆動式の走行モータ21L,21R(ホイルモータ)の回転ドラムに取り付けられ、該走行モータ21L,21Rによって駆動輪17を左右軸回りに回転駆動することによりクローラベルト19が周方向に循環回走され、これにより、作業機1が前後進するように構成されている。
作業装置3は、左右一対のアーム22と、該アーム22の先端に装着したバケット23(作業具)とを備える。
左右一対のアーム22は、機体フレーム2及びキャビン5の左右両側に配置され、左右のアーム22はその前部側の中途部において連結体によって相互に連結されている。
左右の各アーム22は、該アーム22の先端側が機体フレーム2の前方側で昇降するように、その基部側(後部側)が機体フレーム2の後上部に第1リフトリンク24と第2リフトリンク25とを介して上下揺動自在に支持されている。
また、左右の各アーム22の基部側と機体フレーム2の後下部との間には、複動式油圧シリンダからなるリフトシリンダ(アーム用油圧アクチュエータ)26が設けられていて、左右のリフトシリンダ26を左右同時に伸縮させることにより左右のアーム22が上下に揺動動作する。
左右の各アーム22の先端側には、それぞれ装着ブラケット27が左右軸回りに回動自在に枢支連結され、左右の装着ブラケット27にバケット23の背面側が取り付けられている。
また、装着ブラケット27とアーム22の先端側中途部との間には、複動式油圧シリンダからなるチルトシリンダ28が介装され、このチルトシリンダ28の伸縮によってバケット23が揺動動作(スクイ・ダンプ動作)するように構成されている。
バケット23は装着ブラケット27に対して着脱自在とされており、バケット23を取り外して装着ブラケット27に各種のアタッチメント(油圧駆動式の作業具)を取り付けることで、掘削以外の各種の作業(又は他の掘削作業)を行えるように構成されている。
機体フレーム2の底壁6上の後側にはエンジン29が設けられ、機体フレーム2の底壁6上の前側には燃料タンク30と作動油タンク31とが設けられている。
エンジン29の前方には左右の走行モータ21L,21Rを駆動する油圧駆動装置32が設けられ、油圧駆動装置32の前方に第1〜3ポンプP1,P2,P3が設けられ、機体フレーム2の右側壁7の前後方向中途部に、作業装置3用のコントロールバルブ33(油圧制御装置)が設けられている。
図3は、作業機の作業系の油圧回路図である。
図3に示すように、第1〜3ポンプP1,P2,P3は、エンジン29の動力によって駆動される定容量型のギヤポンプによって構成されている。第1ポンプP1(メインポンプ)は、リフトシリンダ26、チルトシリンダ28又はアーム22の先端側に取り付けられるアタッチメントの油圧アクチュエータ34を駆動するために使用される。第2ポンプP2は、主として制御信号圧力の供給用に使用される。第3ポンプP3(サブポンプ)は、アーム22の先端側に取り付けられる油圧駆動式のアタッチメントの油圧アクチュエータ34が大容量を必要とする油圧アクチュエータ34である場合に該油圧アクチュエータ34に供給する作動油の流量を増量するのに使用される。
操作レバー15の下側には、アーム上げ用パイロット弁40と、アーム下げ用パイロット弁41と、バケットダンプ用パイロット弁42と、バケットスクイ用パイロット弁43とが配置されている。これらパイロット弁40,41,42,43は、操作レバー15により操作される。操作レバー15の各パイロット弁40,41,42,43には、電磁方式の2位置切換弁からなる作業ロック弁44を励磁することにより第2ポンプP2からの圧油が供給可能とされ、作業ロック弁44が消磁されることにより第2ポンプP2からの圧油が供給不能とされて操作レバー15が操作不能となるように構成されている。作業ロック弁44には、例えば、降車時に操作されるロックレバーによって消磁信号が送られ、解除スイッチによって励磁信号が送られる。
作業装置3用のコントロールバルブ33は、リフトシリンダ26を制御するアーム用制御弁45と、チルトシリンダ28を制御するバケット用制御弁46と、アーム22の先端側等に取り付けられるアタッチメントの油圧アクチュエータ34を制御する予備用制御弁47(これをSP用制御弁という)とを有している。各制御弁45,46,47は、パイロット方式の直動スプール形3位置切換弁から構成されている。
アーム用制御弁45、バケット用制御弁46及びSP用制御弁47は、第1ポンプP1の吐出路eに接続された作業系供給油路fに、上流側からアーム用制御弁45、バケット用制御弁46、SP用制御弁47の順で設けられており、第1ポンプP1からの作動油が、アーム用制御弁45を介してリフトシリンダ26に、又はバケット用制御弁46を介してチルトシリンダ28に、或いはSP用制御弁47を介してアタッチメントの油圧アクチュエータ34にそれぞれ供給可能とされている。
作業系供給油路fはSP用制御弁47を経た後にドレン油路gに接続されている。作業系供給油路fのアーム用制御弁45より上流側には、バイパス油路hの一端側が接続されている。バイパス油路hの他端側は、作業系供給油路fのSP用制御弁47よりも下流側に接続されている。バイパス油路hには、該作業系供給油路fの回路圧を設定するリリーフ弁48が設けられている。
操作レバー15は、中立位置から、前後左右と前後左右の間の斜め方向に傾動操作可能とされている。この操作レバー15を傾動操作することにより、各パイロット弁40,41,42,43が操作される。
操作レバー15の中立位置からの操作量に比例してパイロット圧が設定されて、各パイロット弁40,41,42,43から設定されたパイロット圧が出力されるようになっている。
具体的には、操作レバー15を後側に(図3では矢示B1方向に)傾動させると、アーム上げ用パイロット弁40が操作されて該パイロット弁40からパイロット圧が出力され、該パイロット圧がアーム用制御弁45の一方の受圧部に作用して該制御弁45が操作されることでリフトシリンダ26が伸長し、操作レバー15の傾動量に比例した速度でアーム22が上がる。
操作レバー15を前側に(図3では矢示B2方向に)傾動させると、アーム下げ用パイロット弁41が操作されて該パイロット弁41からパイロット圧が出力され、該パイロット圧がアーム用制御弁45の他方の受圧部に作用して該制御弁45が操作されることでリフトシリンダ26が縮小し、操作レバー15の傾動量に比例した速度でアーム22が下がる。
また、操作レバー15を右側に(図3では矢示B3方向に)傾動させると、バケットダンプ用のパイロット弁42が操作されて該パイロット弁42からパイロット圧が出力され、該パイロット圧がバケット用制御弁46の一方の受圧部に作用して該制御弁46が操作されることでチルトシリンダ28が伸長し、操作レバー15の傾動量に比例した速度でバケット23がダンプ動作する。
また、操作レバー15を左側に(図3では矢示B4方向に)傾動させると、バケットスクイ用パイロット弁43が操作されて該パイロット弁43からパイロット圧が出力され、該パイロット圧がバケット用制御弁46の他方の受圧部に作用して該制御弁46が操作されることでチルトシリンダ28が縮小し、操作レバー15の傾動量に比例した速度でバケット23がスクイ動作する。また、操作レバー15を斜め方向に傾動させると、アーム22の上げ又は下げ動作と、バケット23のスクイ又はダンプ動作とを複合した動作が行えるものとなっている。
図4は、本発明の第1実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。
図4に示すように、アーム用制御弁45の第1ポートP1は、分岐する第1分岐部50を経てリフトシリンダ26のトップに至るトップ側流路51に接続されている。トップ側流路51の中途部には逆止弁(チェック弁)52が設けられている。アーム用制御弁45の第2ポートP2は、分岐する第2分岐部53を経てリフトシリンダ26のボトムに至るボトム側流路54に接続されている。トップ側流路51とボトム側流路54とは作動油連通路55を介して連通している。
作動油連通路55は、第1連通路56と第2連通路57とを備えている。
第1連通路56は、トップ側流路51のチェック弁52とリフトシリンダ26のトップ連結部58との間に設けられた第3分岐部59にてトップ側流路51から分岐し、且つ、第4分岐部60を介して第1合流部61に至るように構成されている。
第2連通路57は、ボトム側流路54の一端に設けられた第2分岐部53から第5分岐部62を介して第1合流部61に至るように構成されている。
即ち、第1連通路56の一端側は第3分岐部59を介してトップ側流路51に連結していると共に、第2連通路57の一端側は第2分岐部53を介してボトム側流路54に連結していて、第1連通路56の他端側と第2連通路57の他端側は、第1合流部61を介して連結し、これによって、トップ側流路51とボトム側流路54とは連通している。
なお、第1合流部61には第1ドレイン流路d1が接続され、第2分岐部53にはバイパス油路hが接続されている。第1ドレイン流路d1にはスプリング49aによって付勢された逆止弁49が設けられている。
このような作動油連通路55には、当該作動油連通路55を開閉する切換装置(フロート切換装置ということがある)65が設けられている。即ち、第1連通路56及び第2連通路57上には、これらを開閉するフロート切換装置65が設けられている。
フロート切換装置65は、開状態となって作動油連通路55(第1連通路56及び第2連通路57)を連通状態とし、リフトシリンダ26のボトム側の作動油とトップ側の作動油とを双方に流動可能として、リフトシリンダ26をアーム用制御弁45の制御に関係なく伸縮自在とするものである。即ち、フロート切換装置65の開動作によって第1連通路56と第2連通路57との双方に作動油が流れるようにすることで、リフトシリンダ26が自由に伸縮して、その結果、アーム22がフロート動作する。
このフロート切換装置65は、第1連通路56に設けられて2方向に切り替わる第1切換弁66と、第2連通路57に設けられて2方向に切り替わる第2切換弁67とを備えている。
第1切換弁66は、第1連通路56の作動油を第1合流部61に向けて一方向に流す一方向位置66aと、第1連通路56の作動油を双方向に流す双方向位置66bとに切換自在である。第1切換弁66の第1受圧路66cに圧油が作用していない状態(第1受圧路66cと第2受圧路66dとの差圧が略同じ)では、スプリング66eの付勢力により、当該第1切換弁66は一方向位置66aに切り替わり、第1受圧路66cと第2受圧路66dとに差圧が生じて第1受圧路66cに圧油が作用すると双方向位置66bに切り替わる。
第2切換弁67は、第2連通路57の作動油を第1合流部61に向けて一方向に流す一方向位置67aと、第2連通路57の作動油を双方向に流す双方向位置67bとに切換自在である。第2切換弁67の第1受圧路67cに圧油が作用していない状態(第1受圧路67cと第2受圧路67dとの差圧が略同じ)では、スプリング67eの付勢力により、当該第2切換弁67は一方向位置67aに切り替わり、第1受圧路67cと第2受圧路67dとに差圧が生じて第1受圧路67cに圧油が作用すると双方向位置67bに切り替わる。
第1切換弁66及び第2切換弁67との両者が一方向に切り替わっているときは、第1連通路56の作動油が第2切換弁67へと流れることがなく、且つ、第2連通路57の作動油が第1切換弁66へと流れることがない非連通状態である。以降、説明の便宜上、この非連通状態のことを作動油連通路55の閉鎖状態、又は、フロート切換装置65の閉状態という。
一方で、第1切換弁66及び第2切換弁67との両者が双方向に切り替わっているときは、第1連通路56の作動油が第2切換弁67へと流れ、且つ、第2連通路57の作動油が第1切換弁66へと流れる連通状態である。以降、説明の便宜上、この連通状態のことを作動油連通路55の開放状態、又は、フロート切換装置65の開状態という。
フロート切換装置65は、第1切換弁66の第1受圧路66cに連通する第1作動部69と、第2切換弁67の第1受圧路67cに連通する第2作動部70とを備える。第1作動部69は、内部に設けられたチェック弁69aを閉状態にする閉鎖位置と、チェック弁69aを開放状態にする開放位置とに切り替わるものである。詳しくは、この第1作動部69がチェック弁69aを閉鎖位置にしているときは、第1切換弁66の第1受圧路66cと第2受圧部66dとの差圧を略同じにして第1切換弁66を一方向に切り換え、チェック弁69aを開放位置にしているときは第1受圧路66cの油圧を第2ドレイン流路d2に逃がして第1切換弁66を双方向に切り換える。
第2作動部70は、内部に設けられたチェック弁70aを閉状態にする閉鎖位置と、チェック弁70aを開放状態にする開放位置とに切り替わるものである。詳しくは、この第2作動部70がチェック弁70aを閉鎖位置にしているときは、第2切換弁67の第1受圧路67cと第2受圧路67dとの差圧を略同じにして第2切換弁67を一方向に切り換え、チェック弁70aを開放位置にしているときは第1受圧路67cの油圧を第2ドレイン流路d2に逃がして第2切換弁67を双方向に切り換える。
フロート切換装置65は、第1作動部69を閉鎖位置と開放位置とに切り換える第1切換アクチュエータ71と、第2作動部70を閉鎖位置と開放位置とに切り換える第2切換アクチュエータ72とを備えている。
この第1切換アクチュエータ71は、パイロット油路Psからのパイロット油の供給により伸長して第1作動部69を開放状態にすると共に、パイロット油の排油により縮小して第1作動部69を閉鎖状態にする。
第2切換アクチュエータ72は、パイロット油路Psからのパイロット油の供給により伸長して第2作動部70を開放状態にすると共に、パイロット油の排油により縮小して第2作動部70を閉鎖状態にする。
フロート切換装置65は、第1切換アクチュエータ71や第2切換アクチュエータ72にパイロット油を供給する供給位置73aと、第1切換アクチュエータ71や第2切換アクチュエータ72にパイロット油を供給しない非供給位置73bとに切り替わる2方向のフロート切換弁73を備えている。
このフロート切換弁73は、ソレノイド73cの励磁により供給位置73aに切り替わり第1切換アクチュエータ71を伸長させて第1切換弁66を双方向位置66bに切り換えると共に、ソレノイド73cの励磁により供給位置73aに切り替わり第2切換アクチュエータ72を伸長させて第2切換弁67を双方向位置67bに切り換える。
また、フロート切換弁73は、ソレノイド73cの消磁により非供給位置73bに切り替わり第1切換アクチュエータ71を縮小させて第1切換弁66を一方向位置66aに切り換えると共に、ソレノイド73cの消磁により非供給位置73bに切り替わり第2切換アクチュエータ72を縮小させて第2切換弁67を一方向位置67aに切り換える。
以上、フロート切換装置65によれば、フロート切換弁73を供給位置73aにすることによって当該フロート切換装置65が開状態なり、作動油連通路55が連通状態となる。これにより、リフトシリンダ26がアーム用制御弁45によらず伸縮自在になり、アーム22がフロート動作をする。
一方で、フロート切換弁73を非供給位置73bにすることによって当該フロート切換装置65は閉状態となって、作動油連通路55が非連通状態となる。これにより、リフトシリンダ26がアーム用制御弁45により伸縮する。このように、フロート切換装置65を開閉制御することによって、アーム22はフロート動作の可否を決定している。
本発明の作業機のフロート制御システムは、フロート切換装置65を開閉制御するためのコントローラ75を備えている。以下、コントローラ75によるフロート切換装置65の制御、及び、フロート動作について詳しく説明する。
コントローラ75は、プログラム等により構成されたフロートモード76を備えている。このフロートモード76は、アーム22をフロート動作させるためのプログラム等から構成されていて、具体的には、フロート切換装置65のフロート切換弁73を動作させるための様々な条件が組み込まれて構成されたものである。
コントローラ75の入力側には、操作レバー15のグリップ部15aに設けられたフロートスイッチ77と、ボトム圧力センサ82が接続されている。コントローラ75の出力側には、フロート切換装置65のフロート切換弁73が接続されている。
フロートスイッチ77は、フロート切換装置65のフロート切換弁73を操作ためのシーソスイッチであって、揺動自在にグリップ部15aに取り付けられ、フロートスイッチ77をONにする(押す)とフロート切換弁73のソレノイド73cを励磁することが可能となり、フロートスイッチ77をOFFにする(離す)とフロート切換弁73のソレノイド73cを消磁することが可能となる。
ボトム圧力センサ82は、リフトシリンダ26のボトム側の圧力を検出するためのものであって、リフトシリンダ26のボトム側流路54に設けられ、ボトム側の作動油の圧力を検出すると、そのボトム側の圧力の検出信号がコントローラ75に入力されるようになっている。
図5は、コントローラ75、即ち、フロートモード76(プログラム)によるフロート動作のフローチャートである。
アーム22をフロート動作させるにあたっては、コントローラ75は、リフトシリンダ26のボトム圧が所定値以下か否かを判定し(S1)、ボトム圧が所定値以下であれば、次の処理に進む。
さて、作業者が操作レバー15を通常に操作してアーム22を上下に操作している状態からアーム22を一方的に下げ、アーム22が下がることによりアーム22の先端に設けたバケット等のアタッチメントが地面に接地すると、アーム22を上げているときに比べリフトシリンダ26のボトム圧は非常に小さくなる。そこで、この実施形態では、フロート制御の判定に使用するリフトシリンダ26のボトム圧の閾値を、アーム22の先端側のアタッチメントが地面に接地したときと略同じ値にしている。ゆえに、S1においてはバケット等のアタッチメントが地面に接地することでボトム圧が所定値以下になると次の処理に進む。
次に、フロートモード76は、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下の状態で、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断する(S2)。ここで、フロートスイッチ77がONになれば、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することを許可する(S3)。即ち、フロートモード76は、作業者がフロートスイッチ77をONにすると、フロート切換装置65の開動作を許可して、ソレノイド73cを励磁し、アーム22のフロート動作を開始する。
一方で、フロートモード76は、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下の状態で、フロートスイッチ77がOFF(手が離れる)されている状態であると、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することはなく、フロート切換装置65の開動作は許可しない。
フロート動作の解除をする(ソレノイド73cへの励磁を停止をする)ためには、アーム22のフロート動作中に操作レバー15をアーム22の上げ方向に操作すればよく、アーム22の上げ方向に操作された時にコントローラ(フロートモード76)は、フロート切換弁73への励磁信号の出力を停止する。
本発明の作業機のフロート制御システムでは、コントローラ75のフロートモード76は、リフトシリンダ26(アーム用油圧アクチュエータ)のボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいてフロートスイッチ77の操作を行ったときにフロート切換装置の開動作を許可している。
これによれば、アーム22が下降してアーム22の先端に取り付けたアタッチメントが地面に接地してからフロート動作の開始ができるようになり、通常の操作状態からフロート動作への移行を安全且つ確実に行うことができる。
[第2実施形態]
図6及び図7は第2実施形態における作業機のフロート制御システムを示したものである。この第2実施形態では、上記実施形態に対してフロートモード76におけるフロート制御の動作を変更したものである。上記実施形態と構成が同じである箇所は同符号を付して説明を省略する。
コントローラ75の入力側には、フロートスイッチ77と、アーム高さセンサ83とが接続されている。
このアーム高さセンサ83は、アーム22の高さを検出するためのものであって、例えば、アーム22の角度がコントローラ75に入力されるようになっている。コントローラ75は、アーム22の角度からアーム22の先端側の高さを求めるものとなっている。
図7は、コントローラ75、即ち、フロートモード76(プログラム)によるフロート動作のフローチャートである。
アーム22をフロート動作させるにあたっては、コントローラ75は、アーム22の先端の高さが所定値以下か否かを判定する(S10)。即ち、アーム高さセンサ83からアーム22の角度がコントローラ75に入力されると、フロートモード76は、フロートモード76は、アーム22の角度からアーム22の先端の高さを算出し、算出されたアーム22の先端の高さが所定値以下であるか否かを判断する。
さて、作業者が操作レバー15を操作してアーム22を次第に下げると、当然にアーム22の高さが徐々に低くなる。この実施形態では、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値(閾値)は、アーム22の先端に取り付けたアタッチメントが地面に接地するよりも少し高いものとしている。具体的には、アーム22の先端側のバケット23やアタッチメントを取り付ける支点ピン22aをアーム22の先端として、その基準となる支点ピン22aと地面との距離(高さ)が1.5mとなる値を、アーム22の高さの所定値(閾値)としている。フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.5m以下にすることが好ましく、さらに好ましくは、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.0m以下にすることが好ましい。
そして、アーム22の先端の高さが所定値以下(1.5m以下)ときは、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断する(S11)。ここで、フロートスイッチ77がONになれば、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することを許可する(S12)。即ち、フロートモード76は、作業者がフロートスイッチ77をONにすると、フロート切換装置65の開動作を許可してアーム22のフロート動作を開始する。
一方で、フロートモード76は、アーム22の先端の高さが所定値以下の状態で、フロートスイッチ77がOFF(手が離れる)されている状態であると、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することはなく、フロート切換装置65の開動作は許可しない。
フロート動作の解除をするためには、アーム22のフロート動作中に操作レバー15をアーム22の上げ方向に操作すればよく、アーム22の上げ方向に操作された時にコントローラ(フロートモード76)は、フロート切換弁73への励磁信号の出力を停止する。
本発明の作業機のフロート制御システムでは、コントローラ75のフロートモード76は、アーム22の先端の高さが所定値以下であり、且つ、フロートスイッチ77の操作を行ったときに切換装置の開動作を許可している。
これによれば、アーム22が下降させてアーム22の先端部側が十分に低くなったからフロート動作の開始ができるようになり、通常の操作状態からフロート動作への移行をスムーズに行うことができると共に、フロート動作させるための操作性も非常に良い。
[第3実施形態]
図8及び図9は第3実施形態における作業機のフロート制御システムを示したものである。この第3実施形態では、上記実施形態に対してフロートモード76におけるフロート制御の動作を変更したものである。上記実施形態と構成が同じである箇所は同符号を付して説明を省略する。
コントローラ75の入力側には、フロートスイッチ77と、アーム高さセンサ83と、パイロット第1圧力センサ80とが接続されている。
パイロット第1圧力センサ80は、アーム22下げ用パイロット弁41のパイロット圧を検出するものであって、パイロット弁41からパイロット圧が出力されて当該パイロット圧が検出されると、その下げパイロット圧の検出信号がコントローラ75に入力されるようになっている。
フロート制御システムは、アーム22の動作速度を検出する動作速度検出手段84を備えている。この実施形態では、動作速度検出手段84は、アーム高さセンサ83と、このアーム高さセンサ83からの信号に基づいてアーム22の動作速度を算出する動作速度算出部85とから構成されている。この動作速度算出部85は、アーム高さセンサ83から入力されたアーム22の角度における変化(角速度変化)に基づいて、アーム22の動作速度を求めるものとなっている。当然の如く、アーム高さセンサ83による高さ変化又は角度変化が大きいときには動作速度は速く、アーム高さセンサ83による高さ変化又は角度変化が小さいときには動作速度は遅くなる。
なお、動作速度検出手段84は、アーム22の動作速度を求めるものであれば何でも良く上述したものに限定されない。例えば、動作速度検出手段84を、リフトシリンダ26に流れる作動油の流量を検出する流量センサで構成し、この流量センサで検出した流量を動作速度として置換してもよい。
さらには、動作速度検出手段84を、パイロット第1圧力センサ80と、このパイロット第1圧力センサ80から検出された下げパイロット圧に基づいてアーム22の動作速度を求める動作速度算出部とから構成し、下げパイロット圧の圧力変化によってアーム22の動作速度を検出してもよい。
図9は、コントローラ75、即ち、フロートモード76(プログラム)によるフロート動作のフローチャートである。
アーム22をフロート動作させるにあたっては、コントローラ75は、アーム22が下げ動作になっているか否かを判断する(S20)。具体的には、パイロット第1圧力センサ80から下げパイロット圧の検出信号がコントローラ75に入力されると、アーム22が下げ動作になっていると判断して次の処理に進み、そうでなければ、次の処理に進まない。
アーム22の下げ動作速度が所定値以上であるか否かを判断する(S21)。具体的には、動作速度検出手段84によって検出されたアーム22の下げの動作速度が所定値(閾値)以上であれば、次の処理に進み、そうでなければ、次の処理に進まない。
アーム22の下げの動作速度の所定値(閾値)は、アーム22がフロート動作したときの動作速度よりも少し遅い速度であることが好ましい。具体的には、アーム22の下げ動作時の動作速度の所定値は、0.05m/sec以上に設定されおり、この実施形態では、0.25m/secに設定されている。アーム22の下げ動作時の動作速度の所定値は、0.25m/sec以上にすることが好ましい。
このようにすることによって、通常の操作状態からフロート動作への切り換えた際に、アーム22の動作速度変化が少なくて済み、スムーズにアーム22を動作させることができる。
次に、アーム22の先端の高さが所定値以下か否かを判定する(S22)。アーム22の先端の高さが所定値以下であれば、次の処理に進み、そうでなければ、次の処理に進まない。
さて、作業者が操作レバー15を操作してアーム22を次第に下げると、当然にアーム22の高さが徐々に低くなる。この実施形態では、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値(閾値)は、アーム22の先端に取り付けたアタッチメントが地面に接地するよりも少し高いものとしている。具体的には、アーム22の先端側のバケット23やアタッチメントを取り付ける支点ピン22aをアーム22の先端として、その基準となる支点ピン22aと地面との距離(高さ)が1.5mとなる値を、アーム22の高さの所定値(閾値)としている。フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.5m以下にすることが好ましく、さらに好ましくは、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.0m以下にすることが好ましい。
そして、アーム22の先端の高さが所定値以下(1.5m以下)において、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断する(S23)。ここで、フロートスイッチ77がONになれば、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することを許可する(S24)。即ち、フロートモード76は、作業者がフロートスイッチ77をONにすると、フロート切換装置65の開動作を許可してアーム22のフロート動作を開始する。
一方で、フロートモード76は、アーム22の先端の高さが所定値以下においてもフロートスイッチ77がOFF(手が離れる)されている状態であると、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することはなく、フロート切換装置65の開動作は許可しない。
フロート動作の解除をするためには、アーム22のフロート動作中に操作レバー15をアーム22の上げ方向に操作すればよく、アーム22の上げ方向に操作された時にコントローラ(フロートモード76)は、フロート切換弁73への励磁信号の出力を停止する。
なお、この実施形態では、まず、アーム22が下げ動作となっているか否かを判断し、その後、アーム22の下げの動作速度が所定値以上であると共に、アーム22の先端の高さが所定値以下であるときに、フロートスイッチ77をONに操作することによってフロート動作をさせるようにしていたがこれに限定されない。即ち、アーム22の下げの動作速度が所定値以上であるか否かの判定と、アーム22の先端の高さが所定値以下であるか否かの判定と、フロートスイッチ77のONであるか否かの判定とを入れ替えても良い。
以上、本発明の作業機のフロート制御システムでは、アーム22の先端の高さが所定値以下であり、且つ、アーム22の下げの動作速度が所定値以上あると共に、フロートスイッチ77の操作を行ったときにフロート切換装置65の開動作を許可している。
これによれば、非常に安定した状態でアーム22が下降し、そのアーム22の先端部側が十分に低くなったときにフロート動作の開始できるようになるため、通常の操作状態からフロート動作への移行をスムーズに行うことができる。
[第4実施形態]
図10及び図11は第4実施形態における作業機のフロート制御システムを示したものである。この第4実施形態では、上記実施形態に対してフロートモード76におけるフロート制御の動作を変更したものである。上記実施形態と構成が同じである箇所は同符号を付して説明を省略する。
コントローラ75の入力側には、フロートスイッチ77と、パイロット第1圧力センサ80とが接続されている。
このフロート制御システムは、アーム22の動作時間を検出する動作時間検出手段86を備えている。この実施形態では、動作時間検出手段86は、パイロット第1圧力センサ80と、このパイロット第1圧力センサ80から検出された下げパイロット圧に基づいてアーム22の動作時間を求める動作時間算出部87とから構成されている。この動作時間算出部87は、パイロット第1圧力センサ80から検出された下げパイロット圧がコントローラ75に入力されている間の時間(連続して入力されている時間)を測定して、その時間をアーム22の動作時間としている。
なお、動作時間検出手段86は、アーム22の動作時間を求めるものであれば何でも良く上述したものに限定されない。例えば、リフトシリンダ26に流れている作動油の圧力や流量を検出するセンサを設け、このセンサによって作動油の圧力や流量が検出されている連続した時間を動作時間としてもよい。この場合、上述したセンサと、作動油の圧力や流量が検出されている連続した時間をカウントする動作時間算出部とにより、動作時間検出手段86が構成されることになる。
図11は、コントローラ75、即ち、フロートモード76(プログラム)によるフロート動作のフローチャートである。
アーム22をフロート動作させるにあたっては、コントローラ75は、アーム22が下げ動作になっているか否かを判断する(S30)。具体的には、パイロット第1圧力センサ80から下げパイロット圧の検出信号がコントローラ75に入力されると、アーム22が下げ動作になっていると判断して次の処理に進み、そうでなければ、次の処理に進まない。
次に、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断する(S31)。そして、フロートスイッチ77がONになっている状態において、アーム22の下げ動作時間が所定時間以上であるか否かを判断する(S32)。具体的には、まず、コントローラ75は、下げ動作におけるパイロット圧をパイロット第1圧力センサ80し、検出したパイロット圧の検出時間(検出した時間)を測定して、その検出時間をアーム22の下げ動作時間としている。そして、求められたアーム22の下げ動作時間が予め決められた所定値(閾値)以上であれば、次の処理に進み、そうでなければ、次の処理に進まない。即ち、動作時間検出手段86によってアーム22の下げ動作時間を検出することで処理を行う。
アーム22の下げ動作時間における所定値(閾値)は、作業者が意識を持って操作レバー15により、アーム22を下げたと認識できる時間であって、0.1秒以上に設定する。アーム22の下げ動作時間における所定値(閾値)は、0.3秒以上であることが好ましく、この実施の形態では、所定値を0.3秒としている。
アーム22の下げ動作時間が所定値以上(0.3秒以上)であれば、フロートモード76は、コントローラ75からフロート切換弁73のソレノイド73cに対して励磁信号を出力する(S33)。
即ち、フロートモード76は、作業者がフロートスイッチ77をONにした後に操作レバー15を操作して、アーム22を所定時間以上下げると、フロート切換装置65の開動作を許可してアーム22のフロート動作を開始する。
一方で、フロートモード76は、アーム22の下げ動作時間が所定値以上であっても、フロートスイッチ77がOFF(手が離れる)されている状態であると、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することはなく、フロート切換装置65の開動作は許可しない。
フロート動作の解除をするためには、アーム22のフロート動作中に操作レバー15をアーム22の上げ方向に操作すればよく、アーム22の上げ方向に操作された時にコントローラ(フロートモード76)は、フロート切換弁73への励磁信号の出力を停止する。
なお、この実施形態では、アーム22の下げ動作時間が所定値以上となった後に操作レバー15をONとなるように操作すればフロート動作をさせるようにしているが、これに代え、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断した後に、アーム22の下げ動作時間が所定値以上であるか否かを判断し、その後に下げ動作時間が所定値以上であれば、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することを許可するようにしてもよい。即ち、アーム22の下げの動作時間が所定値以上であるか否かの判定と、フロートスイッチ77のONであるか否かの判定とを入れ替えても良い。
以上、本発明の作業機のフロート制御システムでは、コントローラ75のフロートモード76は、フロートスイッチ77の操作を行うと共に、アーム22の下げ動作が所定時間以上継続したときに切換装置の開動作を許可している。
これによれば、非常に安定した状態でアーム22が下降したときに、フロート動作の開始できるようになるため、通常の操作状態からフロート動作への移行をスムーズに行うことができる。
[第5実施形態]
図12及び図13は第5実施形態における作業機のフロート制御システムを示したものである。この第5実施形態では、上記実施形態に対してフロートモード76におけるフロート制御の動作を変更したものである。上記実施形態と構成が同じである箇所は同符号を付して説明を省略する。
コントローラ75の入力側には、フロートスイッチ77と、ボトム圧力センサ82と、アーム高さセンサ83とが接続されている。
図13は、コントローラ75、即ち、フロートモード76(プログラム)によるフロート動作のフローチャートである。
アーム22をフロート動作させるにあたっては、コントローラ75は、アーム22の先端の高さが所定値以下か否かを判定する(S40)。即ち、アーム高さセンサ83からアーム22の角度がコントローラ75に入力されると、フロートモード76は、アーム22の角度から算出されたアーム22の先端の高さが所定値以下であるか否かを判定する。
さて、作業者が操作レバー15を操作してアーム22を次第に下げると、当然にアーム22の高さが徐々に低くなる。この実施形態では、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値(閾値)は、アーム22の先端に取り付けたアタッチメントが地面に接地するよりも少し高いものとしている。具体的には、アーム22の先端側のバケット23やアタッチメントを取り付ける支点ピン22aをアーム22の先端として、その基準となる支点ピン22aと地面との距離(高さ)が1.5mとなる値を、アーム22の高さの所定値(閾値)としている。フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.5m以下にすることが好ましく、さらに好ましくは、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.0m以下にすることが好ましい。
そして、アーム22の先端の高さが所定値以下(1.5m以下)となっていると判断した後、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下か否かを判定する(S41)。即ち、アーム22の先端の高さが所定値以下となっていると判断した後に、ボトム圧力センサ82からボトム側の圧力がコントローラ75に入力され、そのボトム圧が所定値以下であると次の処理に進む。
さて、アーム22を上げた状態からアーム22を下げ、アーム22の先端に設けたバケット等の油圧アクチュエータが地面に接地すると、アーム22を上げているときに比べリフトシリンダ26のボトム圧は非常に小さくなる。そこで、この実施形態では、フロート制御の判定に使用するリフトシリンダ26のボトム圧の閾値をアタッチメントが地面に接地したときと略同じ値にしている。
そして、フロートモード76は、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下となっている状態で、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断する(S42)。ここで、フロートスイッチ77がONになれば、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することを許可する(S43)。即ち、フロートモード76は、作業者がフロートスイッチ77をONにすると、フロート切換装置65の開動作を許可して、アーム22のフロート動作を開始する。
一方で、フロートモード76は、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下の状態で、フロートスイッチ77がOFF(手が離れる)されている状態であると、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することはなく、フロート切換装置65の開動作は許可しない。
フロート動作の解除をするためには、アーム22のフロート動作中に操作レバー15をアーム22の上げ方向に操作すればよく、アーム22の上げ方向に操作された時にコントローラ(フロートモード76)は、フロート切換弁73への励磁信号の出力を停止する。
なお、この実施形態では、アーム22の先端の高さが所定値以下となっていると共に、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下になっている状態で、操作レバー15をONとなるように操作すればフロート動作をさせるようにしているがこれに限定されない。即ち、アーム22の先端の高さが所定値以下となっているか否かの判定と、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下になっているか否かの判定と、フロートスイッチ77のONであるか否かの判定とを、それぞれ入れ替えても良い。
本発明の作業機のフロート制御システムでは、アーム22の先端の高さが所定値以下になると共に、リフトシリンダ(アーム用油圧アクチュエータ)26のボトム側の圧力が所定値以下となり、フロートスイッチ77の操作を行うとアーム22がフロート動作するようにフロート切換装置65を開動作させている。
これによれば、非常に安定した状態でアーム22が下降し、且つ、アーム22が下降させてアーム22の先端部側が十分に低くなっていて、アーム22の先端側に設けた油圧アクチュエータが地面に接地していることを確認してからフロート動作の開始ができるようになり、通常の操作状態からフロート動作への移行をスムーズに行うことができると共に、フロート動作させるための操作性も非常に良い。
[第6実施形態]
図14及び図15は第6実施形態における作業機のフロート制御システムを示したものである。この第6実施形態では、上記実施形態に対してフロートモード76におけるフロート制御の動作を変更したものである。上記実施形態と構成が同じである箇所は同符号を付して説明を省略する。
コントローラ75の入力側には、フロートスイッチ77と、パイロット第1圧力センサ80と、ボトム圧力センサ82と、アーム高さセンサ83とが接続されている。フロート制御システムは、アーム22の動作速度を検出する動作速度検出手段84を備えている。
図15は、コントローラ75、即ち、フロートモード76(プログラム)によるフロート動作のフローチャートである。
アーム22をフロート動作させるにあたっては、コントローラ75は、まず、アーム22が下げ動作になっているか否かを判断する(S50)。具体的には、パイロット圧力センサ80から下げパイロット圧の検出信号がコントローラ75に入力されると、アーム22が下げ動作であると判断して次の処理に進む。
そして、アーム22の下げ動作速度が所定値以上であるか否かを判断する(S51)。具体的には、動作速度検出手段84によって検出されたアーム22の下げの動作速度が所定値(閾値)以上であれば、次の処理に進む。
アーム22の下げの動作速度の所定値(閾値)は、アーム22がフロート動作したときの動作速度よりも少し遅い速度であることが好ましい。具体的には、アーム22の下げ動作時の動作速度の所定値は、0.05m/sec以上に設定されおり、この実施形態では、0.25m/secに設定されている。アーム22の下げ動作時の動作速度の所定値は、0.25m/sec以上にすることが好ましい。
このようにすることによって、通常の操作状態からフロート動作への切り換えた際に、アーム22の動作速度変化が少なくて済み、スムーズにアーム22を動作させることができる。
フロートモード76は、アーム22が所定速度以上(0.25m/sec以上)で下げ動作している場合に、アーム22の先端の高さが所定値以下か否かを判断する(S52)。即ち、アーム高さセンサ83からアーム22の角度がコントローラ75に入力されると、フロートモード76は、アーム22の角度からアーム22の先端の高さを算出し、算出されたアーム22の先端の高さが所定値以下であるか否かを判断する。
さて、作業者が操作レバー15を操作してアーム22を次第に下げると、当然にアーム22の高さが徐々に低くなる。この実施形態では、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値(閾値)は、アーム22の先端に取り付けたアタッチメントが地面に接地するよりも少し高いものとしている。具体的には、アーム22の先端側のバケット23やアタッチメントを取り付ける支点ピン22aをアーム22の先端として、その基準となる支点ピン22aと地面との距離(高さ)が1.5mとなる値を、アーム22の高さの所定値(閾値)としている。フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.5m以下にすることが好ましく、さらに好ましくは、フロート動作の判断に使用するアーム22の高さの所定値は1.0m以下にすることが好ましい。
そして、アーム22の先端の高さが所定値以下となっている(1.5m以下)と判断した後、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下か否かを判断する(S53)。即ち、アーム22の先端の高さが所定値以下となっていると判断した後に、ボトム圧力センサ82からボトム側の圧力がコントローラ75に入力され、そのボトム圧が所定値以下であると次の処理に進む。
さて、作業者が操作レバー15を操作してアーム22を下げていき、アーム22の先端に設けたバケット等のアタッチメントが地面に接地すると、アーム22を上げているときに比べリフトシリンダ26のボトム圧は非常に小さくなる。そこで、ボトム圧が所定値以下か否かを判断するにあたっては、そのリフトシリンダ26のボトム圧の閾値を、アーム22の先端側のアタッチメントが地面に接地したときと略同じ値にしている。
そして、フロートモード76は、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下となっている状態で、フロートスイッチ77がONになっているか否かを判断する(S54)。ここで、フロートスイッチ77がONになれば、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することを許可する(S55)。即ち、フロートモード76は、作業者がフロートスイッチ77をONにすると、フロート切換装置65の開動作を許可して、アーム22のフロート動作を開始する。
一方で、フロートモード76は、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下の状態で、フロートスイッチ77がOFF(手が離れる)されている状態であると、コントローラ75からフロート切換弁73に対して励磁信号を出力することはなく、フロート切換装置65の開動作は許可しない。
フロート動作の解除をするためには、アーム22のフロート動作中に操作レバー15をアーム22の上げ方向に操作すればよく、アーム22の上げ方向に操作された時にコントローラ(フロートモード76)は、フロート切換弁73への励磁信号の出力を停止する。
なお、この実施形態では、アーム22の下げ動作速度が所定値以上であると共に、アーム22の先端の高さが所定値以下となり、さらに、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下になっている状態で、フロートスイッチ77をONとなるように操作すればフロート動作をさせるようにしているがこれに限定されない。即ち、アーム22の下げ動作速度が所定値以上であるか否かの判定と、アーム22の先端の高さが所定値以下となっているか否かの判定と、リフトシリンダのボトム圧が所定値以下になっているか否かの判定と、フロートスイッチ77のONであるか否かの判定とを、それぞれ入れ替えても良い。
本発明の作業機のフロート制御システムでは、アーム22が所定値以上の動作速度で下降すると共に、アーム22の先端の高さが所定値以下となり、さらに、リフトシリンダ26(アーム用油圧アクチュエータ)のボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいてフロートスイッチ77の操作を行ったときにフロート切換装置65の開動作を許可している。
これによれば、非常に安定した状態でアーム22が下降し、且つ、アーム22が下降させてアーム22の先端部側が十分に低くなっていて、アーム22の先端側に設けた油圧アクチュエータが地面に接地していることを確認してからフロート動作の開始ができるようになり、通常の操作状態からフロート動作への移行をスムーズに行うことができると共に、フロート動作させるための操作性も非常に良い。
本発明は上記の実施形態に限定されない。即ち、本発明においては、フロート動作に入るための判断として、アーム用油圧アクチュエータ26のボトム側の圧力が所定値以下であるか否かという条件と、アーム22の先端の高さが所定値以下であるか否かという条件と、アーム22の下げ動作が所定時間以上であるか否かという条件と、アームの動作速度が所定値以上という条件とがあるが、それぞれの実施形態において、各条件の順番(処理手順)は、上記の実施形態に限定されず、入れ替えても良いし、適宜組み合わせても良い。
作業機の全体側面図である。 キャビンを持ち上げた状態の作業機の側面断面図である。 作業系の油圧システムの回路図である。 本発明の第1実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。 第1実施形態におけるフロート動作のフローチャートである。 第2実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。 第2実施形態におけるフロート動作のフローチャートである。 第3実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。 第3実施形態におけるフロート動作のフローチャートである。 第4実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。 第4実施形態におけるフロート動作のフローチャートである。 第5実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。 第5実施形態におけるフロート動作のフローチャートである。 第6実施形態に係る油圧システムの要部の回路図である。 第6実施形態におけるフロート動作のフローチャートである。
符号の説明
1 作業機
22 アーム
26 リフトシリンダ
75 コントローラ
76 フロートモード
77 フロートスイッチ
78 フロートモードスイッチ
80 第1圧力センサ
81 第2圧力センサ
82 ボトム圧力センサ
83 アーム高さセンサ
84 動作速度検出手段
85 動作速度算出部
86 動作時間検出手段
87 動作時間算出部

Claims (6)

  1. 機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、
    前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、
    前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可することを特徴とする作業機のフロート制御システム。
  2. 機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、
    前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、アームの先端の高さが所定値以下になったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可することを特徴とする作業機のフロート制御システム。
  3. 機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、
    前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、アームの先端の高さが所定値以下で、且つ、アームの動作速度が所定値以上となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可することを特徴とする作業機のフロート制御システム。
  4. 機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、
    前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、前記アームの下げ動作が所定時間以上継続したときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに切換装置の開動作を許可することを特徴とする作業機のフロート制御システム。
  5. 機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、
    前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、アームの先端の高さが所定値以下なると共に、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可することを特徴とする作業機のフロート制御システム。
  6. 機体フレームに上下揺動自在に支持されて先端側にアタッチメントを着脱自在なアームと、このアームを作動油により動作させるアーム用油圧アクチュエータと、このアーム用油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側流路と前記アーム用油圧アクチュエータのトップ側流路とを連通する作動油連通路と、この作動油連通路上に設けられ当該作動油連通路を開閉する切換装置と、前記切換装置を開状態にして作動油連通路を連通させることで前記アームをフロート動作させるべく切換装置を制御可能なコントローラとを備えており、
    前記コントローラは、前記アームをフロート動作させるためのフロートモードを備え、前記コントローラには、前記切換装置を動作させるフロートスイッチが接続され、前記コントローラのフロートモードは、前記アームが所定値以上の動作速度で下降すると共に、アームの先端の高さが所定値以下となり、さらに、前記アーム用油圧アクチュエータのボトム側の圧力が所定値以下となったときにおいて前記フロートスイッチの操作を行ったときに前記切換装置の開動作を許可することを特徴とする作業機のフロート制御システム。
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