JP2016031138A

JP2016031138A - 建設機械

Info

Publication number: JP2016031138A
Application number: JP2014155140A
Authority: JP
Inventors: 田中　秀典; Hidenori Tanaka; 秀典田中; 賢介石倉; Kensuke Ishikura; 浩司上田; Koji Ueda; 高彰井塚; Takaaki Izuka
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-03-07
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: JP5975073B2; KR102436190B1; US20160032947A1; EP2980319A1; EP2980319B1; US10047771B2; CN105317074B; KR20160015154A; CN105317074A

Abstract

【課題】複数のロック弁の弁体の移動のタイミングを調整することによりオペレータに与える不快感を低減することができる建設機械を提供する。【解決手段】油圧ショベルは、ブームシリンダ８のヘッド側室に接続された制御弁１５Ａ、１５Ｂと、制御弁１５Ａ、１５Ｂを切換操作可能な操作手段１４と、制御弁１５Ａ、１５Ｂの各々とヘッド側室との間に設けられたロック弁１６Ａ、１６Ｂと、ロック弁１６Ａ、１６Ｂの作動を制御する作動制御手段とを備えている。ロック弁１６Ａ、１６Ｂは、ヘッド側室からの作動油の導出を規制するロック位置と、ヘッド側室からの作動油の導出を許容するロック解除位置との間で移動可能な弁体を有する。作動制御手段は、操作手段１４が操作された場合に弁体がそれぞれ異なる時期にロック位置からロック解除位置に移動するようにロック弁１６Ａ、１６Ｂの作動を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、水平軸を中心として上げ方向及び下げ方向に回転可能な被駆動体を有する建設機械に関するものである。

従来から、前記被駆動体としてのブームと、ブームを回転駆動するブームシリンダと、ブームシリンダに対して作動油を供給する油圧ポンプと、ブームシリンダに対する作動油の給排を制御する制御弁とを備えた建設機械が知られている。

この建設機械には、ブームを上げた状態で建設機械の作業を休止した場合（制御弁を中立位置に操作した場合）に、ブームがその自重により下げ方向に回転しないようにロックするためのロック弁が設けられている。

ロック弁は、制御弁における作動油のリークを防止するために当該制御弁とブームシリンダとの間に設けられている。

また、図８に示す特許文献１の建設機械のように、ブームシリンダに対して複数の制御弁が接続されている場合がある。

具体的に、この建設機械は、ブームシリンダ１００に対して作動油を供給する第１油圧ポンプ１０１Ａ及び第２油圧ポンプ１０１Ｂと、ブームシリンダ１００に対する作動油の給排を制御する弁ユニット１０２とを備えている。

弁ユニット１０２は、第１油圧ポンプ１０１Ａに接続された第１制御弁１０３Ａと、第２油圧ポンプ１０１Ｂに接続された第２制御弁１０３Ｂと、両制御弁１０３Ａ、１０３Ｂを収容するとともに後述する通路Ｒ１００〜Ｒ１０３を有する弁本体１０４とを備えている。

第１制御弁１０３Ａは、ポンプ通路Ｒ１００を通じて第１油圧ポンプ１０１Ａと接続され、第２制御弁１０３Ｂは、ポンプ通路Ｒ１０３を通じて第２油圧ポンプ１０１Ｂと接続されている。

また、両制御弁１０３Ａ、１０３Ｂは、ヘッド側通路Ｒ１０１を通じてブームシリンダ１００のヘッド側室に接続されているとともに、ロッド側通路Ｒ１０２を通じてブームシリンダ１００のロッド側室に接続されている。

例えば、両制御弁１０３Ａ、１０３Ｂがブーム上げ位置に切り換えられると、両油圧ポンプ１０１Ａ、１０１Ｂから両制御弁１０３Ａ、１０３Ｂを通じて導出される作動油は、ヘッド側通路Ｒ１０１で合流し、ブームシリンダ１００のヘッド側室に導かれる。

ここで、ヘッド側通路Ｒ１０１及びロッド側通路Ｒ１０２は、弁本体１０４の内部に形成されているため、当該両通路Ｒ１０１、Ｒ１０２の断面積は小さく制限される。その結果、ヘッド側通路Ｒ１０１及びロッド側通路Ｒ１０２の合流部分において作動油の圧力損失が大きくなるという問題がある。

そこで、前記圧力損失を抑制するために、両制御弁１０３Ａ、１０３Ｂのそれぞれに接続された並列の通路を弁本体１０４に形成するとともに、これらの通路とブームシリンダ１００とが合流用の油圧配管（外部の油圧配管）によって接続される場合がある。

このような構成において上述したロック弁を採用する場合、弁本体１０４と合流用の油圧配管との間、つまり、２つの制御弁１０３Ａ、１０３Ｂの各々にロック弁が１つずつ接続される。

ロック弁は、ブームシリンダからの作動油の導出を規制するロック位置と、ブームシリンダからの作動油の導出を許容するロック解除位置との間で移動可能な弁体を有する。弁体は、作業の休止状態においてロック位置に配置され、ブームシリンダの駆動に先立ってロック解除位置に移動する。

特開２００８−２７４９８８号公報

しかしながら、弁体がロック位置からロック解除位置に移動すると作動油の通路内には弁体の移動により作動油の流入可能なスペースが形成される。そのため、このスペースに作動油が流入することによりブームシリンダのロッドが移動し、この移動に伴うショックが発生する。

特に、上述のように、ブームシリンダに対して複数（２つ）のロック弁が設けられている場合、これらの弁体がロック解除位置に同時に移動すると前記ショックが大きくなり、オペレータに不快感を与えるという問題がある。

本発明の目的は、複数のロック弁の弁体の移動のタイミングを調整することによりオペレータに与える不快感を低減することができる建設機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、水平軸を中心として上げ方向及び下げ方向に回転可能な被駆動体と、前記被駆動体を回転駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダのロッド側室及びヘッド側室のうち前記被駆動体の下げ方向への回転時に作動油を導出する導出側室に接続され、前記導出側室からの作動油の導出を許容する導出状態と前記作動油の導出を停止する停止状態との間で切換可能な複数の切換弁と、前記複数の切換弁を前記停止状態から前記導出状態に切換操作可能な操作手段と、前記複数の切換弁の各々と前記導出側室との間に設けられ、前記操作手段の非操作状態において前記被駆動体の下げ方向の回転をロックするための複数のロック弁と、前記複数のロック弁の作動を制御する作動制御手段とを備え、前記複数のロック弁は、前記導出側室からの作動油の導出を規制するロック位置と、前記導出側室からの作動油の導出を許容するロック解除位置との間で移動可能な弁体をそれぞれ有し、前記作動制御手段は、前記操作手段が操作された場合に前記複数の弁体がそれぞれ互いに異なる時期にロック位置からロック解除位置に移動するように前記複数のロック弁の作動を制御する、建設機械を提供する。

複数の弁体が同時にロック位置からロック解除位置に移動する場合、作動油の通路内には各弁体の移動により形成されるスペースを合算した大きなスペースが瞬時に形成される。このスペースに作動油が流入すると、ブームシリンダのロッドが移動することにより大きなショックが発生する。

これに対し、本発明によれば、複数の弁体がロック位置からロック解除位置に移動する時期をそれぞれ異ならせるため、作動油の流入可能な大容量のスペースが作動油の通路内に瞬時に形成されるのを防止することができ、上述のような大きなショックが発生するのを防止することができる。

すなわち、本発明によれば、複数のロック弁の弁体の移動のタイミングを調整することによりオペレータに与える不快感を低減することができる。

前記建設機械において、前記作動制御手段は、前記複数の弁体をそれぞれ前記ロック位置に向けて付勢する複数の付勢部材と、前記複数の弁体を前記ロック解除位置へ移動させるための作動圧を前記複数のロック弁に出力可能な作動圧出力手段とを備え、前記作動圧出力手段は前記操作手段の操作量が大きいほど大きな作動圧を出力するとともに、前記複数の付勢部材の付勢力はそれぞれ互いに異なる値に設定されている構成とすることができる。

この態様によれば、センサの検出値等を利用した特別な制御を行うことなく、操作手段の操作量の増加に伴う作動圧の増加を利用して、付勢部材の付勢力の違いに応じて複数の弁体を順次移動させることができる。

また、前記建設機械において、前記作動制御手段は、前記操作手段が操作されたことを検出可能な操作検出器と、前記弁体を前記ロック解除位置へ移動させるための移動指令を前記複数のロック弁に出力可能な複数の指令出力手段と、前記操作検出器により前記操作手段の操作が検出された場合に前記複数の指令出力手段に前記移動指令を出力させるためのロック解除信号を前記複数の指令出力手段に対してそれぞれ互いに異なる時期に出力可能なコントローラとを備えている構成とすることもできる。

この態様によれば、機械的な構成を変更することなく、コントローラにおけるロック解除信号の出力時期を変更することにより複数の弁体の移動時期を調整することができる。

ここで、コントローラは、操作手段の操作が検出されている状態において、当該操作手段の操作が検出された時点から予め設定された期間が経過するたびにロック解除信号を出力するものでもよいが、この場合にはタイマーが別途必要になる。

そこで、前記建設機械において、前記操作検出器は、前記操作手段の操作量を検出可能であり、前記コントローラは、前記操作検出器により検出された前記操作手段の操作量が予め設定された閾値を超えた場合に前記ロック解除信号を出力し、前記複数の指令出力手段に対するロック解除指令の閾値は、それぞれ互いに異なる値に設定されていることが好ましい。

この態様によれば、タイマー等を別途設けることなく、操作手段の操作量の増加を利用して、閾値の違いに応じて複数の弁体を順次移動させることができる。

前記建設機械において、前記操作手段が操作された場合に、前記複数の切換弁の各々は、それに接続された前記複数のロック弁のうちの１つの作動後に前記停止状態から前記導出状態に切り換わる開口特性を有することが好ましい。

切換弁がそれに接続されたロック弁の作動前に導出状態に切り換わっている場合、ロック弁がロック解除位置へ作動したときに導出側室内の作動油が切換弁を通じて急激に導出されるおそれがある。

これに対し、前記態様によれば、切換弁がそれに接続されたロック弁の作動後に導出状態に切り換わるため、導出側室内の作動油が切換弁を通じて急激に導出されるのを抑制することができる。

ここで、複数のロック弁のうち最初に作動する初期作動ロック弁がロック解除位置に移動した後で、かつ、初期作動ロック弁に接続された切換弁が導出状態に切り換えられる前に、初期作動ロック弁以外のロック弁を作動させることも可能である。

しかし、この場合、切換弁を通じた作動油の導出の開始前、つまり、油圧シリンダの停止中に初期作動ロック弁以外のロック弁が移動するため、当該移動に応じて生じる油圧シリンダのショックをオペレータが感じ易くなるという問題がある。

そこで、前記建設機械において、前記作動制御手段は、前記操作手段が操作された場合に、前記複数のロック弁のうち最初に作動する初期作動ロック弁の弁体が前記ロック解除位置に移動した後で、かつ、前記初期作動ロック弁に接続された前記複数の切換弁のうちの１つが停止状態から導出状態に切り換えられた後に、前記初期作動ロック弁以外のロック弁が作動するように前記複数のロック弁の作動を制御することが好ましい。

この態様によれば、油圧シリンダの作動中に初期作動ロック弁以外のロック弁をロック解除位置に作動する。そのため、油圧シリンダの停止中に初期作動ロック弁以外のロック弁が作動する場合と比べて当該ロック弁の作動に伴う油圧シリンダのロッドの速度変化が感じ難くなる。

本発明によれば、複数のロック弁の弁体の移動のタイミングを調整することによりオペレータに与える不快感を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。図１の油圧ショベルに設けられた油圧系統を示す回路図である。図２に示すロック弁の概略構成を示す断面図であり、弁体がロック位置に配置されている状態を示す。図２に示すロック弁の概略構成を示す断面図であり、弁体がロック解除位置に配置されている状態を示す。図２に示す第１制御弁及び第２制御弁の開口特性及びロック弁の動作特性を示すグラフである。ブーム下げパイロット圧とブームシリンダのストロークとの関係を示すグラフである。本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの油圧系統を示す回路図である。従来の建設機械を示す回路図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

＜第１実施形態（図１〜図６）＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられた作業アタッチメント４とを備えている。

作業アタッチメント４は、上部旋回体３に対して水平軸を中心として上げ方向及び下げ方向に回転可能に取り付けられたブーム５と、ブーム５の先端部に対して水平軸を中心として回転可能に取り付けられたアーム６と、アーム６の先端部に対して回転可能に取り付けられたバケット７とを備えている。

また、作業アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５を上げ方向及び下げ方向に回転駆動するブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回転駆動するアームシリンダ９と、アーム６に対してバケットを回転駆動するバケットシリンダ１０とを備えている。

以下、図２を参照して、ブームシリンダ８の駆動を制御するために上部旋回体３に設けられた油圧系統を説明する。なお、図２では、ブームシリンダ８以外の油圧アクチュエータの図示を省略する。

油圧系統は、ブームシリンダ８に対して作動油を供給するための第１ポンプ１１Ａ及び第２ポンプ１１Ｂと、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御するための弁ユニット１２と、弁ユニット１２とブームシリンダ８とを接続するヘッド側配管１３ａ及びロッド側配管１３ｂと、弁ユニット１２に設けられた弁を操作するための操作手段１４とを備えている。

第１ポンプ１１Ａは、油圧配管（符号省略）を通じて弁ユニット１２のポンプポートＰ１に接続されている。第１ポンプ１１Ａから吐出された作動油は、ポンプポートＰ１を通じて弁ユニット１２内に導入され、弁ユニット１２のアクチュエータポートＰ３又はアクチュエータポートＰ５を通じてブームシリンダ８に導かれる。

第２ポンプ１１Ｂは、油圧配管（符号省略）を通じて弁ユニット１２のポンプポートＰ２に接続されている。第２ポンプ１１Ｂから吐出された作動油は、ポンプポートＰ２を通じて弁ユニット１２内に導入し、弁ユニット１２のアクチュエータポートＰ４又はアクチュエータポートＰ６を通じてブームシリンダ８に導かれる。

ヘッド側配管１３ａは、弁ユニット１２のアクチュエータポートＰ３、Ｐ４とブームシリンダ８のヘッド側室とを接続する。ロッド側配管１３ｂは、弁ユニット１２のアクチュエータポートＰ５、Ｐ６とブームシリンダ８のロッド側室とを接続する。

これにより、弁ユニット１２からアクチュエータポートＰ３〜Ｐ６を通じて導出された作動油は、ヘッド側配管１３ａ又はロッド側配管１３ｂ内で合流するとともにブームシリンダ８のヘッド側室又はロッド側室に導かれる。

一方、ブームシリンダ８から導出された作動油は、ヘッド側配管１３ａ又はロッド側配管１３ｂを通じて弁ユニット１２内に導かれ、タンクポートＰ７を通じて弁ユニット１２から導出されてタンクＴに導かれる。

弁ユニット１２は、第１ポンプ１１Ａに接続された第１制御弁（切換弁）１５Ａ、第１ロック弁１６Ａ、及び第１解除弁１７Ａと、第２ポンプ１１Ｂに接続された第２制御弁（切換弁）１５Ｂ、第２ロック弁１６Ｂ、及び第２解除弁１７Ｂと、これらの弁１５Ａ〜１７Ｂを収容するとともに後述する通路Ｒ１〜Ｒ７を有する弁本体１８とを備えている。

なお、第１ポンプ１１Ａに接続された構成と、第２ポンプ１１Ｂに接続された構成とは同様であるため、第１ポンプ１１Ａに接続された構成について主に説明する。

第１制御弁１５Ａは、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する。第１制御弁１５Ａは、中立位置（図の中間位置：停止状態）と、ブーム５を下げ方向（ブームシリンダ８の縮小方向）に駆動するブーム下げ位置（図の左側位置：導出状態）と、ブーム５を上げ方向（ブームシリンダ８の伸長方向）に駆動するブーム上げ位置（図の右側位置）との間で切換可能である。

後述する操作手段１４の非操作状態において、第１制御弁１５Ａは付勢部材（符号省略）によって中立位置に付勢されている。また、第１制御弁１５Ａは、操作手段１４の操作量に応じてブーム上げ位置又はブーム下げ位置に向けてストローク作動する。

さらに、第１制御弁１５Ａは、ポンプ通路Ｒ１を通じてポンプポートＰ１に接続され、タンク通路Ｒ２を通じてタンクポートＰ７に接続され、さらに、ロッド側通路Ｒ４を通じてアクチュエータポートＰ５に接続されている。

第１ロック弁１６Ａは、ブーム５を上げた状態で油圧ショベル１の作業を休止した場合（第１制御弁１５Ａを中立位置に操作した場合）に、ブーム５がその自重により下げ方向に回転しないようにロックするためのものである。

この第１ロック弁１６Ａは、第１制御弁１５Ａとブームシリンダ８のヘッド側室（ブーム５の下げ動作時に作動油を導出する導出側室）との間に設けられている。つまり、第１ロック弁１６Ａは、第１制御弁１５ＡとアクチュエータポートＰ３とを接続するヘッド側通路Ｒ３の途中部に設けられている。以下、ヘッド側通路Ｒ３のうち、ロック弁１６Ａよりも第１制御弁１５Ａ側の部分を制御弁側通路Ｒ３１、ロック弁１６ＡよりもアクチュエータポートＰ３側の部分をシリンダ側通路Ｒ３２という。第１ロック弁１６Ａの具体的構成は後述する。

第１解除弁１７Ａは、第１ロック弁１６Ａによるロック状態を解除するためのものである。第１解除弁１７Ａは、ロック用通路Ｒ５を通じてシリンダ側通路Ｒ３２に接続され、解除用通路Ｒ６を通じてタンク通路Ｒ２に接続され、さらに連通路Ｒ７を通じて第１ロック弁１６Ａに接続されている。第１解除弁１７Ａの具体的構成は後述する。

操作手段１４は、パイロットポンプ１４ａと、ブーム５の上げ操作及び下げ操作を行うための操作レバー１４ｃと、操作レバー１４ｃの操作方向及び操作量に応じたパイロット圧を出力可能なリモコン弁１４ｂとを備えている。

ブーム上げ用のパイロット圧は、両制御弁１５Ａ、１５Ｂのブーム上げ用のパイロットポート（図２の右側のポート）に与えられ、ブーム下げ用のパイロット圧は、両制御弁１５Ａ、１５Ｂ、両ロック弁１６Ａ、１６Ｂ、及び両解除弁１７Ａ、１７Ｂのブーム下げ用のパイロットポート（図２の左側のポート）に与えられる。

以下、図２〜図４を参照して、第１ロック弁１６Ａ及び第１解除弁１７Ａの動作について説明する。

第１ロック弁１６Ａは、ブームシリンダ８のヘッド側室からの作動油の導出を規制するロック位置（図３に示す位置）とヘッド側室から作動油の導出を許容するロック解除位置（図４に示す位置）との間で移動可能な弁体１６ａと、弁体１６ａをロック位置に向けて付勢するばね（付勢部材）１６ｂとを備えている。

弁体１６ａの移動方向の一方の端面１６ｆ（以下、基端面１６ｆという）には連通路Ｒ７内の作動油の圧力及びばね１６ｂの付勢力が与えられ、弁体１６ａの移動方向の他方の端面１６ｇ（以下、先端面１６ｇという）にはシリンダ側通路Ｒ３１内の作動油の圧力が与えられる。なお、基端面１６ｆの面積は、先端面１６ｇの面積よりも大きい。

また、図３に示すように弁体１６ａがロック位置に移動した状態では、当該弁体１６ａの先端部の側面がシリンダ側通路Ｒ３１の内側面に接触することによってシリンダ側通路Ｒ３１と制御弁側通路Ｒ３２とが遮断されている。一方、図４に示すように弁体１６ａがロック解除位置に移動した状態では、弁体１６ａの先端面１６ｇが制御弁側通路Ｒ３２内まで移動することにより制御弁側通路Ｒ３１とシリンダ側通路Ｒ３２とが連通する。

さらに、弁体１６ａは、その側面を全周に亘り窪ませることにより形成された凹溝１６ｃを有する。凹溝１６ｃは、弁体１６ａがロック位置に移動した状態において制御弁側通路Ｒ３２内に配置される位置に設けられている。また、凹溝１６ｃの基端側の内面を構成する第１内側面１６ｄの面積は、凹溝１６の先端側の内面を構成する第２内側面１６ｅの面積よりも大きく、基端面１６ｆの面積よりも小さい。

図２に示すように、第１解除弁１７Ａは、ロック用通路Ｒ５と連通路Ｒ７とを接続する第１接続位置（右側の位置）と、解除用通路Ｒ６と連通路Ｒ７とを接続する第２接続位置（左側の位置）との間で切換可能である。

第１解除弁１７Ａは、操作手段１４の非操作状態において第１接続位置に付勢され、操作手段１４から出力されるブーム下げ用のパイロット圧の大きさに応じて第１接続位置から第２接続位置に向けてパイロット作動する。

図２及び図３に示すように、操作手段１４の非操作状態（第１解除弁１７Ａが第１接続位置にある状態）では、ロック用通路Ｒ５を通じて連通路Ｒ７とシリンダ側通路Ｒ３２とが接続される。この状態では、連通路Ｒ７内の圧力及びシリンダ側通路Ｒ３２内の圧力は同一であるため、弁体１６の基端面１６ｆ及び両内側面１６ｄ、１６ｅの受圧面積の差、及びばね１６ｂの付勢力によって弁体１６ａは、ロック位置に配置される。

操作手段１４によるブーム下げ操作が開始され、ブーム下げ操作量が増加する過程において、第１解除弁１７Ａが第１接続位置から第２接続位置に連続的に移動する。これにより、ロック用通路Ｒ５と連通路Ｒ７とを接続する開口の面積が連続的に狭くなるとともに解除用通路Ｒ６（タンクＴ）と連通路Ｒ７とを接続する開口の面積が連続的に広くなる。つまり、ブーム下げ操作量が増加する過程においては、シリンダ側通路Ｒ３２内の圧力は連通路Ｒ７内の圧力に対して相対的にかつ連続的に高くなる。

このようにシリンダ側通路Ｒ３２内の圧力が高くなると、弁体１６ａの両内側面１６ｄ、１６ｅの受圧面積の差により弁体１６ａに働く上向きの力が大きくなる。一方、連通路Ｒ７内の圧力が低くなると、弁体１６ａの基端面１６ｆに働く下向きの力が小さくなる。そして、シリンダ側通路Ｒ３２内の圧力と連通路Ｒ７内の圧力との差圧（作動圧）がばね１６ｂの付勢力により規定される解除圧を超えると、図４に示すように弁体１６ａは、ロック解除位置に移動する。

つまり、両解除弁１７Ａ、１７Ｂ、ロック用通路Ｒ５、解除用通路Ｒ６、及び連通路Ｒ７は、操作手段１４の操作量が大きいほど大きな作動圧をロック弁１６Ａ、１６Ｂに出力する作動圧出力手段を構成する。

ここで、弁体１６ａがロック位置からロック解除位置に移動した場合、図４に示すように、作動油の通路内には、弁体１６ａの移動量に応じて作動油が流入可能なスペースＶが形成される。

そのため、両ロック弁１６Ａ、１６Ｂの弁体１６ａが同時にロック位置からロック解除位置に移動すると、作動油の通路内には各弁体１６ａの移動により形成されるスペースＶを合算した大きなスペースが瞬時に形成される。例えば、図６の二点鎖線で示すように、ブーム下げパイロット圧が圧力Ｌ１に到達したときに両弁体１６ａを同時に移動させると、ブームシリンダ８のロッドが大きなストロークＳｔ１で移動する結果、大きなショックが発生する。

このショックを防止するために、第１ロック弁１６Ａのばね１６ａの付勢力と、第２ロック弁１６Ｂのばね１６ａの付勢力とは、異なる値に設定されている。

具体的に、図６に示すように、第１ロック弁１６Ａのばね１６ａは、ブーム下げパイロット圧が圧力Ｌ１に到達した時点でロック位置からロック解除位置に移動するように設定された付勢力を有する。第２ロック弁１６Ｂのばね１６ａは、ブーム下げパイロット圧が圧力Ｌ１よりも大きな圧力Ｌ２に到達した時点でロック位置からロック解除位置に移動するように設定された付勢力を有する。

これにより、２つの弁体１６ａをそれぞれ異なる時期にロック解除位置に移動させることができるため、ブーム下げパイロット圧が圧力Ｌ１に到達したときのブームシリンダ８のストロークは、前記ストロークＳｔ１よりも小さなストロークＳｔ２に低減される。

また、両制御弁１５Ａ、１５Ｂの各々は、それに接続された両ロック弁１６Ａ、１６Ｂのうちの一方の作動後に中立位置（停止状態）からブーム下げ位置（導出状態）への切り換わる開口特性を有する。

具体的に、図５に示すように、第１制御弁１５Ａは、ブーム下げパイロット圧が前記圧力Ｌ１よりも大きな圧力Ｓ１に到達した時点で中立位置からブーム下げ位置への移動を開始する。第２制御弁１５Ｂは、ブーム下げパイロット圧が前記圧力Ｌ２よりも大きな圧力Ｓ２に到達した時点で中立位置からブーム下げ位置への移動を開始する。これらの設定は、両制御弁１５Ａ、１５Ｂを中立位置へ向けて付勢するばねの調整によって実現される。

したがって、両ロック弁１６Ａ、１６Ｂをロック解除位置に作動した状態で、両制御弁１５Ａ、１５Ｂによるブームシリンダ８の速度制御を確実に行うことができる。

さらに、第２ロック弁１６Ｂが作動するブーム下げパイロット圧Ｌ２は、第１制御弁１５Ａがブーム下げ位置への移動を開始するブーム下げパイロット圧Ｓ１よりも大きく設定されている。このように、ブームシリンダ８の作動中に第２ロック弁１６Ｂが作動するため、ブームシリンダ８の停止中に第２ロック弁１６Ｂが作動する場合と比べて第２ロック弁１６Ｂの移動に伴うブームシリンダ８のロッドの速度変化が感じ難くなる。

以上説明したように、２つの弁体１６ａがロック位置からロック解除位置に移動する時期をそれぞれ異ならせることにより、作動油の流入可能な大容量のスペースが作動油の通路内に瞬時に形成されるのを防止することができ、ブームシリンダ８のロッドの移動による大きなショックが発生するのを防止することができる。

したがって、２つのロック弁１６Ａ、１６Ｂの弁体１６ａの移動のタイミングを調整することによりオペレータに与える不快感を低減することができる。

また、第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

センサの検出値等を利用した特別な制御を行うことなく、操作手段１４の操作量の増加に伴う作動圧（シリンダ側通路Ｒ３２内の圧力と連通路Ｒ７内の圧力との差圧）の増加を利用して、ばね１６ｂの付勢力の違いに応じて２つ弁体１６ａを順次移動させることができる。

例えば、第１制御弁１５Ａが第１ロック弁１６Ａの作動前にブーム下げ位置に切り換えられている場合、第１ロック弁１６Ａがロック解除位置へ作動したときにブームシリンダ８のヘッド側室内の作動油が第１制御弁１５Ａを通じて急激に導出されるおそれがある。

これに対し、第１実施形態によれば、両制御弁１５Ａ、１５Ｂの各々がそれに接続された両ロック弁１６Ａ、１６Ｂの一方の作動後にブーム下げ位置に切り換わるため、ヘッド側室内の作動油が両制御弁１５Ａ、１５Ｂを通じて急激に導出されるのを抑制することができる。

第１ロック弁１６Ａがロック解除位置に作動した後で、かつ、第１制御弁１５Ａがブーム下げ位置に切り換えられた後、つまり、ブームシリンダ８の作動中に第２ロック弁１６Ｂが解除位置に作動する。そのため、ブームシリンダ８の停止中に第２ロック弁１６Ｂが作動する場合と比べて当該ロック弁１６Ｂの作動に伴うブームシリンダ８のロッドの速度変化が感じ難くなる。

＜第２実施形態（図７）＞
以下、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る油圧系統について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図７では、両配管１３ａ、１３ｂの一部、及びブームシリンダ８の図示を省略している。

第２実施形態に係る油圧系統は、パイロットポンプ１４ａの吐出通路と第１解除弁１７Ａのパイロットポートとの間に設けられた第１電磁弁２０Ａと、パイロットポンプ１４ａの吐出通路と第２解除弁１７Ｂのパイロットポートとの間に設けられた第２電磁弁２０Ｂと、操作手段１４によるブーム下げの操作量（パイロット圧の大きさ）を検出可能な圧力センサ（操作検出器）１４ｄと、圧力センサ１４ｄによりブーム下げ操作が検出された場合に両電磁弁２０Ａ、２０Ｂに電気信号（ロック解除信号）を出力可能なコントローラ２１とを備えている。

両電磁弁２０Ａ、２０Ｂは、パイロットポンプ１４ａからの作動油を両解除弁１７Ａ、１７Ｂのパイロットポートに供給する供給位置と、この供給を停止する供給停止位置との間で切換可能である。

両電磁弁２０Ａ、２０Ｂは、コントローラ２１から電気信号が出力されていない状態で供給停止位置に付勢され、コントローラ２１から電気信号を受けることにより供給位置に切り換えられる。

両電磁弁２０Ａ、２０Ｂが供給位置に切り換えられると、両解除弁１７Ａ、１７Ｂが第１接続位置から第２接続位置に切り換えられ、これにより、両ロック弁１６Ａ、１６Ｂは、ロック解除位置に作動する。

つまり、第１電磁弁２０Ａ、第１解除弁１７Ａ、ロック用通路Ｒ５、解除用通路Ｒ６、及び連通路Ｒ７は、弁体１６ａをロック解除位置へ移動させるための移動指令を第１ロック弁１６Ａに出力可能な指令出力手段を構成する。

同様に、第２電磁弁２０Ｂ、第２解除弁１７Ｂ、ロック用通路Ｒ５、解除用通路Ｒ６、及び連通路Ｒ７は、弁体１６ａをロック解除位置へ移動させるための移動指令を第２ロック弁１６Ｂに出力可能な指令出力手段を構成する。

コントローラ２１は、圧力センサ１４ｄによりブーム下げ操作が検出された場合に、前記２つの指令出力手段に移動指令を出力させるためのロック解除信号を前記２つの指令出力手段（両電磁弁２０Ａ、２０Ｂ）に対してそれぞれ異なる時期に出力可能である。

具体的に、コントローラ２１は、圧力センサ１４ｄにより検出された操作手段１４の操作量（パイロット圧の大きさ）が予め設定された閾値を超えた場合にロック解除信号を出力する。ここで、前記２つの指令出力手段に対するロック解除指令の閾値は、それぞれ異なる値に設定されている。

なお、第２実施形態では、コントローラ２１からのロック解除指令により２つの弁体１６ａが異なる時期にロック解除位置に移動することを前提として、両ロック弁１６Ａ、１６Ｂのばね１６ｂの付勢力は異なる値に設定されていてもよい。ただし、２つの弁体１６ａが異なる時期に移動することを管理する上では、両ばね１６ｂの付勢力は同じ値に設定されていることが好ましい。

以上説明したように、第２実施形態によれば、機械的な構成を変更することなく、コントローラ２１におけるロック解除信号の出力時期を変更することにより２つの弁体１６ａの移動時期を調整することができる。

また、タイマー等を別途設けることなく、操作手段１４の操作量の増加を利用して、閾値の違いに応じて複数の弁体を順次移動させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、例えば以下の態様を採ることもできる。

前記各実施形態では、２つの制御弁１５Ａ、１５Ｂと２つのロック弁１６Ａ、１６Ｂが設けられているが、制御弁及びロック弁の数は２つに限定されず、３つ以上とすることもできる。

各実施形態では、切換弁の一例としてブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する制御弁１５Ａ、１５Ｂが設けられているが、切換弁は、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御するものに限定されない。

例えば、油圧ショベル１は、切換弁として、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する制御弁と、ブームシリンダ８のヘッド側室と他の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ又は油圧モータ等）とを接続する回生通路の途中部に設けられた回生弁とを有していてもよい。この場合、回生弁は、ブームシリンダ８のヘッド側室から導出される作動油の導出を許容する導出状態と前記作動油の導出を停止する停止状態との間で切換可能なものであればよい。回生弁を導出状態に切り換えることによりブーム下げの戻り油を他の油圧アクチュエータの作動に用いることができる。

また、油圧ショベル１は、切換弁として、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する制御弁と、ブームシリンダ８のヘッド側室とロッド側室とを接続する再生通路の途中部に設けられた再生弁とを有していてもよい。この場合、再生弁は、ブームシリンダ８のヘッド側室から導出される作動油の導出を許容する導出状態と前記作動油の導出を停止する停止状態との間で切換可能なものであればよい。再生弁を導出状態に切り換えることにより、ブーム下げの戻り油をブームシリンダのロッド側に供給することができる。

さらに、油圧ショベル１は、切換弁として、ブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する制御弁と、ブームシリンダ８のヘッド側室とタンクとを接続する通路の途中部に設けられた導出弁とを有していてもよい。この場合、導出弁は、ブームシリンダ８のヘッド側室から導出される作動油の導出を許容する導出状態と前記作動油の導出を停止する停止状態との間で切換可能なものであればよい。導出弁を導出状態に切り換えることにより、制御弁とは独立してブームシリンダ８からの戻り油の導出を制御することができる。

また、切換弁は、ブームシリンダ８のヘッド側室からの作動油の流量を調整可能なものでもよい。

前記各実施形態では、水平軸を中心として上げ方向及び下げ方向に回転可能な被駆動体の一例としてブーム５を例示しているが、被駆動体はブーム５に限定されず、例えば、アーム６を被駆動体として本発明を適用することもできる。この場合、アームシリンダ９が油圧シリンダに相当する。

第１実施形態では、両解除弁１７Ａ、１７Ｂ、ロック用通路Ｒ５、解除用通路Ｒ６、及び連通路Ｒ７により構成される作動圧出力手段を例示しているが、作動圧出力手段はこれに限定されない。

例えば、操作手段１４からのパイロット圧により直接作動するロック弁を採用した場合、操作手段１４自体を作動圧出力手段として用いることができる。つまり、弁体１６ａを移動させるための作動圧として、操作手段１４から出力されるパイロット圧を利用することもできる。

第１実施形態では、第１ロック弁１６Ａの作動後で、かつ、第１制御弁１５Ａがブーム下げ位置に移動を開始した後に、第２ロック弁１６Ｂを作動させているが、第１制御弁１５Ａの前に第２ロック弁１６Ｂを作動させてもよい。

第２実施形態では、操作手段１４の操作量が予め設定された閾値を超えた場合に、弁体１６ａを移動させるためのロック解除指令がコントローラ２１により出力される例について説明しているが、コントローラ２１がロック解除指令を出力する時期を決定する方法はこれに限定されない。

例えば、タイマーを別途設け、コントローラ２１は、操作手段１４の操作が検出されている状態において当該操作手段の操作が検出された時点から所定の期間が経過するたびにロック解除信号を出力してもよい。

また、建設機械は、油圧ショベルに限定されず、クレーン及び解体機でもよく、油圧式に限定されずハイブリッド式のものでもよい。

Ｒ５ロック用通路（作動制御手段、作動圧出力手段、指令出力手段）
Ｒ６解除用通路（作動制御手段、作動圧出力手段、指令出力手段）
Ｒ７連通路（作動制御手段、作動圧出力手段、指令出力手段）
１油圧ショベル（建設機械の一例）
５ブーム（被駆動体の一例）
６アーム（被駆動体の一例）
８ブームシリンダ（油圧シリンダの一例）
９アームシリンダ（油圧シリンダの一例）
１４操作手段
１４ｄ圧力センサ（作動制御手段、操作検出器）
１５Ａ、１５Ｂ制御弁（切換弁の一例）
１６Ａ、１６Ｂロック弁
１６ａ弁体
１６ｂばね（作動制御手段）
１７Ａ、１７Ｂ解除弁（作動制御手段、作動圧出力手段、指令出力手段）
２０Ａ、２０Ｂ電磁弁（作動制御手段、指令出力手段）
２１コントローラ

Claims

水平軸を中心として上げ方向及び下げ方向に回転可能な被駆動体と、
前記被駆動体を回転駆動する油圧シリンダと、
前記油圧シリンダのロッド側室及びヘッド側室のうち前記被駆動体の下げ方向への回転時に作動油を導出する導出側室に接続され、前記導出側室からの作動油の導出を許容する導出状態と前記作動油の導出を停止する停止状態との間で切換可能な複数の切換弁と、
前記複数の切換弁を前記停止状態から前記導出状態に切換操作可能な操作手段と、
前記複数の切換弁の各々と前記導出側室との間に設けられ、前記操作手段の非操作状態において前記被駆動体の下げ方向の回転をロックするための複数のロック弁と、
前記複数のロック弁の作動を制御する作動制御手段とを備え、
前記複数のロック弁は、前記導出側室からの作動油の導出を規制するロック位置と、前記導出側室からの作動油の導出を許容するロック解除位置との間で移動可能な弁体をそれぞれ有し、
前記作動制御手段は、前記操作手段が操作された場合に前記複数の弁体がそれぞれ互いに異なる時期にロック位置からロック解除位置に移動するように前記複数のロック弁の作動を制御する、建設機械。
前記作動制御手段は、前記複数の弁体をそれぞれ前記ロック位置に向けて付勢する複数の付勢部材と、前記複数の弁体を前記ロック解除位置へ移動させるための作動圧を前記複数のロック弁に出力可能な作動圧出力手段とを備え、
前記作動圧出力手段は前記操作手段の操作量が大きいほど大きな作動圧を出力するとともに、前記複数の付勢部材の付勢力はそれぞれ互いに異なる値に設定されている、請求項１に記載の建設機械。
前記作動制御手段は、前記操作手段が操作されたことを検出可能な操作検出器と、前記弁体を前記ロック解除位置へ移動させるための移動指令を前記複数のロック弁に出力可能な複数の指令出力手段と、前記操作検出器により前記操作手段の操作が検出された場合に前記複数の指令出力手段に前記移動指令を出力させるためのロック解除信号を前記複数の指令出力手段に対してそれぞれ互いに異なる時期に出力可能なコントローラとを備えている、請求項１に記載の建設機械。
前記操作検出器は、前記操作手段の操作量を検出可能であり、
前記コントローラは、前記操作検出器により検出された前記操作手段の操作量が予め設定された閾値を超えた場合に前記ロック解除信号を出力し、
前記複数の指令出力手段に対するロック解除指令の閾値は、それぞれ互いに異なる値に設定されている、請求項３に記載の建設機械。
前記操作手段が操作された場合に、前記複数の切換弁の各々は、それに接続された前記複数のロック弁のうちの１つの作動後に前記停止状態から前記導出状態に切り換わる開口特性を有する、請求項１〜４の何れか１項に記載の建設機械。
前記作動制御手段は、前記操作手段が操作された場合に、前記複数のロック弁のうち最初に作動する初期作動ロック弁の弁体が前記ロック解除位置に移動した後で、かつ、前記初期作動ロック弁に接続された前記複数の切換弁のうちの１つが停止状態から導出状態に切り換えられた後に、前記初期作動ロック弁以外のロック弁が作動するように前記複数のロック弁の作動を制御する、請求項１〜５の何れか１項に記載の建設機械。