JP2739225B2

JP2739225B2 - 作業装置のブームシリンダ用油圧回路

Info

Publication number: JP2739225B2
Application number: JP1007351A
Authority: JP
Inventors: 和弘砂村; 修富川; 東一平田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1998-04-15
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JPH02190532A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に設けら
れる作業装置のブームシリンダ用油圧回路に関し、特
に、ブームを俯動させる途中で給停止させるときに、ブ
ームが上，気に揺動を繰返したりするのを防止できるよ
うにした作業装置のブームシリンダ用油圧回路に関す
る。

〔従来の技術〕

第11図ないし第13図は従来技術による作業装置のブー
ムシリンダ用油圧回路を示す。

図において、１は油圧ショベルの下部走行体、２は該
下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体を示
し、該上部旋回体２は下部走行体１と共に走行機本体を
構成し、第12図に示すブラケット2A,2Bと共に骨組構造
をなす旋回フレーム2Cを有している。そして、該上部旋
回体２には旋回フレーム2C上に位置して、機械室3,運転
室４およびカウンタウエイト５が設けられている。

６は上部旋回体２の前部に俯仰動可能に設けられた作
業装置を示し、該作業装置６は第12図に示す如く、ブラ
ケット2Aに俯仰動可能にピン結合されたブーム７と、該
ブーム７の先端側に回動可能にピン結合されたアーム８
と、該アーム８の先端側に回動可能にピン結合された作
業具としてのバケット９と、ブーム７を俯仰動させるべ
く該ブーム７とブラケット2Bとの間に回動可能に設けら
れ、第12図に示す如くロッド側油室10Aと、ボトム側油
室10Bとを有したブームシリンダ10と、アーム８を回動
させるアームシリンダ11と、バケット９を回動させるバ
ケットシリンダ12とから構成されている。

次に、第12図を参照してブームシリンダ10用の油圧回
路について述べる。

図中、13は前記機械室３内に設けられ、タンク14と共
に油圧源を構成する油圧ポンプ、15,15は該油圧ポンプ1
3、タンク14とブームシリンダ10との間を接続した一対
の主管路を示し、該各主管路15は後述する方向切換弁16
の各ポートとブームシリンダ10のロッド側油室10A,ボト
ム側油室10Bとの間を接続した部分がロッド側管路15A,
ボトム側管路15Bとなっている。

16は各主管路15の途中に設けられた方向切換弁を示
し、該方向切換弁16は前記運転室４内に設けられる操作
レバー16Aを手動操作することによって、中立位置
（イ）から左，右の切換位置（ロ），（ハ）に切換えら
れ、油圧ポンプ13からの油圧をブームシリンダ10のロッ
ド側油室10Aとボトム側油室10Bとに給排するようになっ
ている。17は前記管路15A,15Bから分岐して、タンク14
側に接続されたタンク管路、18,18は該タンク管路17の
管路部17A,17B途中に設けられた補給弁としてのチェッ
ク弁を示し、該各チェック弁18は前記管路15A,15B内の
圧力がタンク圧以下となると開弁し、該管路15A,15B内
にタンク14内の油液を補給させることによって、該管路
15A,15B内が負圧となるのを防止するようになってい
る。

このように構成される従来技術では、操作レバー16A
を手動操作して方向切換弁16を中立位置（イ）から切換
位置（ロ）に切換えると、油圧ポンプ13からの圧油がブ
ームシリンダ10のロッド側油室10A内に供給されると共
に、ボトム側油室10B内の圧油がタンク14側に排出さ
れ、ブームシリンダ10のロッド10Cが縮小してブーム７
は俯動される。また、方向切換弁16を切換位置（ハ）に
切換えたときには油圧ポンプ13からの圧油がボトム側油
室10B内に供給され、ロッド側油室10A内の圧油がタンク
14側に排出され、ブーム７はブームシリンダ10のロッド
10Cが伸長することによって抑動される。そして、方向
切換弁７を中立位置（イ）に戻したときには油圧ポンプ
13からの圧油の供給が止まるから、ブームシリンダ10が
止まり、ブーム７も停止する。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、上述した従来技術では、ブームシリンダ10に
よってブーム７を俯動させ、該ブーム７の急下げを行な
っている途中で、方向切換弁７を急激に中立位置（イ）
に戻して、ブームシリンダ10を停止させるときに、ブー
ム７にはアーム８およびバケット９等の作業装置６全体
の重量に基づく慣性力Ｆが第12図中の矢示方向に作用す
るから、ブームシリンダ10のボトム側油室10B内に封じ
込められた圧油は慣性力Ｆによって一時的に圧縮作用を
受け、第13図（イ）に示す特性線19の如く点A,B間でボ
トム側油室10B内の圧力は急激に上昇し、次にこの圧力
でブームシリンダ10のロッド10C、ピストン10Dが上向き
に押上げられて圧力を下降し、この圧力は作業装置６全
体の重量により特性線19の如く上昇，下降を繰返しつつ
徐々に減衰される。

このため従来技術では、ブーム７を急下げ途中で停止
させるときに、該ブーム７が第13図（ロ）に示す特性線
20の如く上，気に揺動を繰返して、該ブーム７やブーム
シリンダ10等に余分な振動が加えられるようになり、連
結ピン等が早期に摩耗する上に、バケット９等の位置決
めをすみやかに行なえず、作業能率が低下するという欠
点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、本発明はブームを急下げして停止させるとき、ブー
ムが上，下に揺動を繰返すのを防止でき、作業能率を向
上させうるようにした作業装置のブームシリンダ用油圧
回路を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明は、作業機本体
に俯仰動可能に設けられるブームと、該ブームを俯仰動
させるため、ロッド側油室とボトム側油室とに圧油が給
排されるブームシリンダと、該ブームシリンダのロッド
側油室とボトム側油室とを油圧源に接続する一対の主管
路と、該各主管路の途中に設けられ、前記ブームシリン
ダのロッド側油室、ボトム側油室に給排する圧油の方向
を切換える方向切換弁とからなる作業装置のブームシリ
ンダ用油圧回路に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前
記各主管路のうち、ブームシリンダのボトム側油室と連
通する主管路の途中には、該ボトム側油室と方向切換弁
との間に位置して前記ブームの揺動を抑える揺動抑止弁
を設け、該揺動抑止弁は前記ブームシリンダのボトム側
圧力が上昇から下降に転じるときに該ボトム側圧力を低
圧側に流通させ、これ以外のときにはボトム側圧力を低
圧側に対して遮断する構成としたことにある。

また、請求項２の発明では、前記揺動抑止弁はボトム
側圧力を前記ブームシリンダのロッド側油室と連通する
主管路に開放してなる構成としている。

さらに、請求項３の発明では、前記揺動抑止弁はボト
ム側圧力をタンク側に開放してなる構成としている。

さらにまた、請求項４の発明では、前記揺動抑止弁は
ボトム側圧力をアキュムレータに開放してなる構成とし
ている。

また、請求項５の発明では、前記方向切換弁が中立位
置にあるのを検出する検出手段を設け、前記揺動抑止弁
は方向切換弁が中立位置に戻されて、前記ブームシリン
ダのボトム側圧力が上昇から下降に転じるときに該ボト
ム側圧力を開放してなる構成としている。

一方、請求項６の発明が採用する構成の特徴は、前記
ブームシリンダのボトム側圧力を検出する圧力センサを
設け、前記各主管路のうち、ブームシリンダのボトム側
油室と連通する主管路の途中には、該ボトム側油室と方
向切換弁との間に位置して、前記圧力センサにより検出
されるボトム側圧力が上昇から下降に転じるときに該ボ
トム側圧力を低圧側に開放する電磁弁を設けたことにあ
る。

また、請求項７の発明では、前記電磁弁はボトム側圧
力を前記ブームシリンダのロッド側油室と連通する主管
路に開放してなる構成としている。

さらに、請求項８の発明では、前記電磁弁は圧力セン
サによる検出圧が前記ブームを停止させるのに必要な保
持力となるまで前記ボトム側圧力を開放してなる構成と
している。

さらにまた、請求項９の発明では、前記方向切換弁が
中立位置にあるのを検出する検出手段を設け、前記電磁
弁は方向切換弁が中立位置に戻されて、前記ブームシリ
ンダのボトム側圧力が上昇から下降に転じるときに該ボ
トム側圧力を開放してなる構成としている。

〔作用〕

上記構成により、請求項１の発明では、ブームの急下
げ途中で該ブームを急停止させたとしても、揺動抑止弁
はブームシリンダのボトム側圧力が上昇から下降に転じ
るときに該ボトム側圧力を低圧側へと逃すように流通さ
せるから、ブームシリンダのボトム側油室内の圧力が上
昇，下降を繰返して、ブームが上，下に揺動したりする
のを防止できる。

また、請求項２の発明では、ボトム側圧力を揺動抑止
弁により、ロッド側油室と連通する主管路側に逃すこと
ができ、ブームが上，下に揺動するのを防止できる。

さらに、請求項３の発明では、揺動抑止弁によりボト
ム側圧力をタンク側に逃すことができ、請求項４の発明
では、ボトム側圧力をアキュムレータ側に逃すことがで
き、これによって、ブームシリンダのボトム側油室内の
圧力が上昇，下降を繰返すのを抑え、ブームが上，下に
揺動するのを防止できる。

さらにまた、請求項５の発明では、検出手段により方
向切換弁が中立位置にあるのを検出したときにのみ揺動
抑止弁を作動させることができ、該揺動抑止弁の誤作動
を防止できる。

一方、請求項６の発明では、ブームの急下げ途中で該
ブームを急停止させたとしても、ブームシリンダのボト
ム側圧力が上昇から下降に転じるときを圧力センサで検
出でき、このときに電磁弁を開弁させることによりボト
ム側圧力を低圧側へと開放して逃すことができるから、
ブームシリンダのボトム側油室内の圧力が上昇，下降を
繰返すのを抑え、ブームが上，下に揺動するのを防止で
きる。

また、請求項７の発明では、ボトム側圧力を電磁弁に
より、ロッド側油室と連通する主管路側に開放するよう
に逃すことができ、ブームが上，下に揺動するのを防止
できる。

さらに、請求項８の発明では、圧力センサで検出した
ボトム側圧力がブームを停止させるのに必要な保持圧と
なるまで電磁弁を開弁し続けることにより、ブームシリ
ンダのボトム側油室内の圧力が上昇，下降を繰返すのを
抑え、ブームを安定させて停止できる。

さらにまた、請求項９の発明では、検出手段により方
向切換弁が中立位置にあるのを検出したときにのみ電磁
弁を開弁させることができ、該電磁弁の誤作動を防止す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第10図に基づい
て説明する。なお、実施例では前述した第11図，第12図
に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。

而して、第１図および第２図は本発明の第１の実施例
を示している。

図中、21は各主管路15のうち、ブームシリンダ10のボ
トム側油室10Bと方向切換弁16のポートとを接続したボ
トム側管路15Bの途中に管路22を介して接続された揺動
抑止弁を示し、該揺動抑止弁21は第２図に示す如く、流
出入ポート23A,23Bと連通する弁取付穴23Cが形成された
ケーシング23と、該ケーシング23の弁取付穴23C内に螺
着され、段付筒状に形成された弁本体24と、小径部25A
が該弁本体24の環状段部24A内に摺動可能に挿嵌され、
該環状段部24Aとの間に油溜室26を画成した段付筒状の
弁体25と、弁本体24の基端側を施蓋した蓋体27と、該蓋
体27と弁体25との間に位置して弁本体24内に摺動可能に
挿嵌され、先端側に弁体25が離着座する弁座部28Aが形
成され、基端側に該弁座部28A内と油路28Bを介して連通
するピストン摺動穴28Cが形成されたプランジャ28と、
該プランジャ28のピストン摺動穴28C内に摺動可能に挿
嵌され、先端側がピストン摺動穴28Cとの間に圧力室29
を画成し、基端側端面が蓋体27に当接した指令ピストン
30と、弁本体24の環状段部24Aとプランジャ28との間に
配設され非常に高い所定の設定圧をもって該プランジャ
28を蓋体27側に常時付勢した設定ばね31と、前記ケーシ
ング23の弁取付穴23Cと底部と弁体25との間に配設さ
れ、該弁体25をプランジャ28の弁座部28A側に常時付勢
した弱ばね32と、弁体25に形成した軸穴25Bの端面に離
着座すべくプランジャ28の弁座部28A内に転動可能に配
置され、該プランジャ28の油路28B内に向けて軸穴25B内
から圧油が流通するのを許し、逆向きの流れを阻止する
チェック弁としてのボール弁体33とから大略構成されて
いる。

また、弁本体24内は設定ばね31を配設した部分がばね
室34となり、該ばね室34はプランジャ28の外周面に形成
した油溝28Dを介して該プランジャ28と蓋体27との間の
油室35と常時連通すると共に、弁本体24の環状段部24A
に形成した油穴24Bを介してポート23Bと常時連通してい
る。そして、ポート23Aは第１図に示す管路22を介して
ボトム側管路15Bと接続され、ポート23Bは管路36を介し
てロッド側管路15Aと接続されている。ここで、前記圧
力室29は弁体25の小径部25Aよりもその有効断面積が大
きくなるように形成され、管路22側から軸穴24B,油路28
Bを介して圧力室29内に供給される圧油の圧力が設定ば
ね31による設定圧を越えると、このときの圧力によって
指令ピストン30が蓋体27側に押圧され、その反力でプラ
ンジャ28は弁体25と共に設定ばね31に抗してポート23A
側（図中左方向）に摺動する。

また、弁本体24には弁取付穴23C内と油溜室26とを連
通させる絞り通路24Cが形成され、該絞り通路24Cは弁体
25がポート23A側に摺動するときにポート23Aからの圧油
を油溜室26内に補給し、弁体25がプランジャ28側に摺動
するときに油溜室26内の圧油（油液）をその絞り作用に
よって徐々に弁取付穴23C内に排出させ、弁体25の摺動
をプランジャ28と比較して遅らせるようになっている。
なお、指令ピストン30の外周面には複数の周溝30Aを形
成しているが、これは圧力室29内の油液が油室35内に漏
出するのをラビリンス効果で防止するためのものであ
る。

本実施例によるブームシリンダ用油圧回路は上述の如
き構成を有するもので、次に揺動抑止弁21によるブーム
７の揺動抑止作用について説明する。

まず、方向切換弁16を切換位置（ロ）に切換えてブー
ム７の急下げを行なっている途中で、方向切換弁16を急
激に中立位置（イ）に戻すと、ブーム７には大きな慣性
力Ｆが作用するから、ブームシリンダ10のボトム側油室
10B内の圧油はこの慣性力Ｆにより圧縮作用を受け、ボ
トム側管路15B内のボトム側圧力はボトム側油室10B内の
圧力と同様に第13図（イ）に示した特性線19の点A,B間
の如く急激に上昇する。そして、このボトム側圧力は管
路22からポート23A,軸穴24Bおよび油路28Bを介して圧力
室29内に作用し、プランジャ28を弁体25と共に設定ばね
31に抗してポート23A側（図中左方向）に摺動させる。

次に、第13図（イ）に例示した点Ｂでボトム側圧力が
上昇から下降に転じる瞬間には、プランジャ28が設定ば
ね31によって蓋体27側（図中右方向）に急激に戻される
ものの、弁体25は油溜室26内の油液が絞り通路24Cを介
して流出する間に時間遅れが生じてすぐには戻らず、弱
ばね32により徐々に右方向に押動されるから、該弁体25
の小径部25A先端はプランジャ28の弁座部28Aから離座し
て、前記ボトム側圧力はばね室34,油穴24B,ポート23Bお
よび管路36を介して低圧側のロッド側管路15Aに開放さ
れるように流通する。これにより、揺動抑止弁21のポー
ト23A,軸穴24B,ばね室34,油穴24B及びポート23B等を介
してボトム側管路15Bとロッド側管路15Aとは互いに連通
し、ロッド側油室10Aとボトム側油室10Bとは急激に同圧
となる。

この結果、ボトム側油室10B内の圧力は第13図（イ）
に点線で示す特性線37の如く、点B,C間で急激に降圧さ
れ、点Ｃの位置でボトム側圧力とロッド側圧力とが同圧
となると、揺動抑止弁21の弁体25は弱ばね32によるプラ
ンジャ28の弁座部28Aに着座する図示の位置まで摺動
し、管路22,36間、即ちボトム側管路15B,ロッド側管路1
5A間を再び遮断するようになり、ボトム側圧力を点Ｃの
圧力レベルに保持し、ブームシリンダ10を迅速に停止さ
せる。

従って本実施例では、ブーム７を急下げして停止させ
るときに、該ブーム７を第13図（ロ）に点線で示す特性
線３の如く安定した位置で迅速に停止させることがで
き、従来技術で述べた特性線20の如くブーム７が上，下
に振動して、揺動を繰返したりするのを防止でき、バケ
ット９の位置決め等を迅速に行なうことができ、作業能
率を向上されうる等、種々の効果を奏する。

なお、前記第１の実施例では揺動抑止弁21のポート23
Bを管路36を介してロッド側管路15Aと接続するものとし
て述べたが、これに替えて、ポート23Bを第１図中に二
点鎖線で示した管路39を介してタンク管路17と接続する
ようにしてもよく、この場合でも前記実施例と同様の作
用効果を得ることができる。

次に、第３図は本発明の第２の実施例を示し、本実施
例では前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の
特徴は、揺動抑止弁21のポート23Bをアキュムレータ41
と管路42を介して接続し、ボトム側圧力を該アキュムレ
ータ41の蓄油室41A内に向けて開放させるようにしたこ
とにある。ここで、アキュムレータ41内には蓄油室41A
とガス室41Bとがダイヤフラム41C等によって画成され、
ガス室41B内には加圧ガスが封入されている。そして、
蓄油室41Aは管路43を介してボトム側管路15Bの途中に接
続され、管路43の途中には管路15B,42との接続点間に位
置して絞り44が設けられている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記
第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
ものの、特に本実施例では、アキュムレータ41の蓄油室
41Aを絞り44を有する管路43を介してボトム側管路15Bと
接続しているから、蓄油室41A内を絞り44によってボト
ム側圧力よりも低い、即ちブーム７を安定させて停止さ
せるに必要な保持圧に近い圧力に保持しておくことがで
き、揺動抑止弁21によりボトム側圧力を管路42を介して
蓄油室41A側に開放したときに、ボトム側管路15Bおよび
ボトム側油室10B等を前記保持圧に近い圧力に保持で
き、ブーム７をより安定した位置で効果的に停止させる
ことができる。

次に、第４図および第５図は本発明の第３の実施例を
示し、本実施例の特徴はボトム側圧力を圧力センサによ
って検出し、該圧力センサによる検出圧が上昇から下降
に転じたときに電磁弁を開弁させる構成としたことにあ
る。

図中、51はボトム側管路15Bの途中に管路52等を介し
て設けられた圧力センサを示し該圧力センサ51はブーム
シリンダ10のボトム側圧力を検出し、その圧力信号Ｐを
後述のコントローラ55に出力するようになっている。53
はロッド側管路15A,ボトム側管路15B間を接続する管路5
4の途中に設けられた電磁弁を示し、該電磁弁53はコン
トローラ55からの作動信号により閉弁位置（イ）から開
弁位置（ロ）に切換えられ、作動信号の出力が停止され
るとばね53Aにより開弁位置（イ）に戻されるようにな
っている。

55はマイクロコンピュータ等によって構成される制御
装置としてのコントローラを示し、該ロントローラ55は
その入力側が圧力センサ51と接続され、出力側が電磁弁
53と接続されている。

そして、該コントローラ55はその記憶回路内に第５図
に示すプログラムを格納し、電磁弁53に開閉弁処理を行
なうようになっている。また、該コントローラ55の記憶
回路には記憶エリア内に圧力センサ51から出力される圧
力信号Ｐと共に前回の圧力信号Ｐ′が格納され、他の記
憶エリアにはブーム７を安定して停止させるのに必要な
保持圧に対応する所定の保持圧値P_Oが格納されている。

次に、第５図を参照してコントローラ55による電磁弁
53の開閉弁処理動作について説明する。

まず、処理動作をスタートさせると、ステップ１で圧
力センサ51からの圧力信号Ｐを読込み、ステップ２で前
回の圧力信号Ｐ′の読出しを行ない、ステップ３に移っ
て圧力信号Ｐが圧力信号Ｐ′より低いか否かを判定す
る。そして、ステップ３で「NO」と判定されたときに
は、例えばブーム７の急下げ途中で急停止させるとき
に、ブームシリンダ10のボトム側油室10Bが慣性力Ｆに
より圧縮作用を受け、ボトム側圧力が上昇しているとき
であるから、ステップ８に移って電磁弁53への作動信号
の出力を停止し続け、該電磁弁53を閉弁位置（イ）に図
示の如く保持する。また、ステップ７では記憶エリア内
に格納した前回の圧力信号Ｐ′に今回の圧力信号Ｐを置
換えて代入し、ステップ１以降の処理動作を続行させ
る。

次に、ステップ３で「YES」と判定されたときには、
第13図（イ）に示した特性線19においてボトム側油室10
B内の圧力が点Ａから点Ｂまで上昇し、ボトム側圧力が
上昇から下降に転じる瞬間であるから、ステップ４に移
って記憶エリア内の保持圧値P_Oを読出し、ステップ５で
圧力信号Ｐが保持圧値P_Oよりも大きいか否かを判定し、
「YES」と判定したときにはステップ６で電磁弁53に作
動信号を出力し、電磁弁53を開弁位置（ロ）に切換え
る。これによって、該電磁弁53は前記ボトム側圧力を上
昇から下降に転じる瞬間、即ち第13図（イ）に例示した
点Ｂで管路54を介してボトム側管路15Bからロッド側管
路15Aへとボトム側圧力を開放するように圧油を流通さ
せ、このボトム側圧力を急激に降圧させる。

そして、ステップ７に移って前回の圧力信号Ｐ′に今
回の圧力信号Ｐを代入し、ステップ１以降の処理動作を
続行させ、ステップ５で「NO」と判定されたときには、
電磁弁53の開弁により圧力センサ51からの圧力信号Ｐが
保持圧値P_O以下となっているので、ステップ８に移って
電磁弁53への作動信号の出力を停止し、該電磁弁53を第
４図に示す如く閉弁させる。これによって、ブームシリ
ンダ10のボトム側油室10B内の圧力を第13図に点線で示
す特性線37の如く制御でき、例えば点Ｃで示す保持圧の
圧力レベルにボトム側油室10B内の圧力を保持でき、第1
3図（ロ）に示す特性線38の如くブーム７を安定して停
止させることができる。

かくして、このように構成される本実施例でも前記第
１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第３の実施例では、電磁弁53を開弁させる
ことによりボトム側圧力をロッド側管路15Aに開放する
ものとして述べたが、これに替えて、ボトム側圧力をタ
ンク管路17に開放してもよく、あるいは前記第２の実施
例で述べた如くアキュムレータ41に向けて開放するよう
にしてもよい。

次に、第６図は本発明の第４の実施例を示し、本実施
例では前記第３の実施例と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の
特徴は、ブーム７とブラケット2Aとのピン結合部に角度
センサ61を、ブーム７とアーム８とのピン結合部に角度
センサ62をそれぞれ設け、該角度センサ61,62から出力
されるブーム7,アーム８の回動角信号に基づいて、コン
トローラ63によりブーム７を停止させるのに必要な保持
圧を演算させ、圧力センサ51からの圧力信号Ｐがこの保
持圧に対応した保持圧値P_Oとなるまで電磁弁53を開弁さ
せるようにしたことにある。

ここで、コントローラ63は前記第３の実施例で述べた
コントローラ55とほぼ同様に構成されるものの、該コン
トローラ63は第６図中に例示した作業装置６全体の重心
Ｇの位置、この重心Ｇに作用する作業装置６全体の重量
Ｗをブームシリンダ10で支えるのに必要な保持力F_Bをそ
れぞれ演算し、この保持力F_Bを発生させるのに必要なブ
ームシリンダ10のボトム側油室10B内の保持圧（保持圧
値P_O）を演算する。即ち、前記重心Ｇはブーム7,アーム
８の回動角に応じてその位置が変化するから、この重心
Ｇが変化するに応じて前記保持力F_Bも変化する。

そこで、コントローラ63は角度センサ61,62の回動角
信号から前記重心Ｇの位置、保持力F_Bおよび保持圧値P_O
等を順次演算し、前記第３の実施例で述べた第５図中の
ステップ4,5における保持圧値P_Oを角度センサ61,62から
の回動角信号に基づいて順次更新させるようにしてい
る。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記
第３の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
が、特に本実施例では、角度センサ61,62からの信号に
基づいて保持圧値P_Oを順次更新させるから、ブーム7,ア
ーム８を任意に回動させた状態でブーム７を急停止させ
るときにも、ブームシリンダ10のボトム側油室10B内に
最適な保持圧を確保でき、ブーム７を急下げ後により安
定させて、スムーズ停止させることが可能となる。

次に、第７図および第８図は本発明の第５の実施例を
示し、本実施例では前記第３の実施例と同一の構成要素
に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする
に、本実施例の特徴は、方向切換弁16に中立位置検出手
段としての検出スイッチ71を設け、方向切換弁16が中立
位置（イ）に戻されたときに検出スイッチ71からコント
ローラ72にON信号を出力させるようにしたことにある。

ここで、該コントローラ72は前記第３の実施例で述べ
たコントローラ55とほぼ同様に構成されるものの、該コ
ントローラ72の記憶回路には第８図に示すプログラムが
格納され、電磁弁53の開閉弁処理を行うようになってい
る。そして、該コントローラ72は第８図に示す如く、ス
テップ11〜15までの処理を前述した第５図に示すステッ
プ１〜５と同様に行い、ステップ16で検出スイッチ71か
らの信号を読込み、ステップ17でこの信号がON信号であ
るか否か、即ち方向切換弁16が中立位置（イ）に戻され
たか否かを判定する。そして、ステップ17で「YES」と
判定したときには、ステップ18に移って電磁弁53を開弁
させ、次なるステップ19では前述した第５図のステップ
７と同様の処理を行う。また、前記ステップ13、ステッ
プ15またはステップ17で「NO」と判定したときには、ス
テップ20で電磁弁53を閉弁させ、ステップ19以降の処理
を続行させるようになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記
第３の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
が、特に本実施例では、方向切換弁16が中立位置（イ）
に戻されたか否かを判定するようにしたから、中立位置
（イ）に戻されていないとき、即ちブーム７を停止させ
ようとしていないときに、電磁弁53が誤って開弁される
のを防止できる等、種々の効果を奏する。

次に、第９図は本発明の第６の実施例を示し、本実施
例では前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の
特徴は、方向切換弁16のスプール等に該方向切換弁16が
中立位置（イ）にあるときにロッド側管路15A,ボトム側
管路15Bを管路81,82に連通させる中立位置検出手段とし
ての油路83A,83Bを形成し、管路81,82の先端側を揺動抑
止弁21のポート23B,23Aと接続したことにある。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記
第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる
が、特に本実施例では、方向切換弁16のスプール等に油
路83A,83Bを形成して、該方向切換弁16が中立位置
（イ）に戻されたときにのみ、管路81,82をロッド側管
路15A,ボトム側管路15Bと連通させるようにしたから、
ブーム７を停止させるときにのみ、ボトム側管路15Bか
らのボトム側圧力を油路83B,管路82を介して揺動抑止弁
21内に導入でき、ブーム７の停止時以外のときに前記ボ
トム側圧力が管路81側に開放されるのを確実に防止でき
る。

次に、第10図は本発明の第７の実施例を示し、本実施
例でも前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとするに、本実施例の
特徴は、各主管路15の途中に設けた方向切換弁91を減圧
弁型パイロット弁92からのパイロット圧によって中立位
置（イ）から切換位置（ロ），（ハ）に切換えるように
し、該パイロット弁92の操作レバー92Aが中立位置に戻
されたときにのみ、切換弁93を閉弁位置（ロ）から開弁
位置（イ）に切換えるようにしたことにある。

ここで、前記パイロット弁92は補助ポンプ94からの圧
油を操作レバー92Aの傾転角に応じて減圧制御し、この
減圧制御した圧油をパイロット圧として方向切換弁91の
油圧パイロット部91A,91Bにパイロット管路95A,95Bを介
して供給するようになっている。また、該パイロット管
路95A,95B間には高圧側の圧油を選択して制御管路96内
に供給する高圧選択弁としてのシャトル弁97が設けら
れ、該シャトル弁97からの圧油は制御管路96を介して切
換弁93の油圧パイロット部93Aに供給される。そして、
該切換弁93はボトム側管路15Bと揺動抑止弁21のポート2
3Aとの間を接続した管路98の途中に設けられ、操作レバ
ー92Aが傾転され、パイロット管路95A,95Bのいずれかに
タンク圧より高いパイロット圧が発生しているときに
は、このパイロット圧によって切換弁93は閉弁位置
（ロ）に切換えられる。

一方、操作レバー92Aを中立位置に戻したときにはパ
イロット管路95A,95B内が図示の如くタンク14と接続さ
れてタンク圧となるから、方向切換弁91は中立位置
（イ）に戻されると共に、シャフト弁97と切換弁93の油
圧パイロット部93Aとの間の制御管路96内もタンク圧と
なり、切換弁93はばね93Bによって自動的に開弁位置
（イ）に切換えられる。ここで、切換弁93,シャトル弁9
7および制御管路96は方向切換弁91が中立位置（イ）に
あるのを検出する検出手段を構成しているかくして、このように構成される本実施例でも、前記
第６の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができ
る。

なお、各実施例では、油圧ショベルを例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限らず、ブームをブームシリン
ダによって俯抑動させるようにして、例えば油圧クレー
ン等の作業装置に用いられるブームシリンダ用油圧回路
にも適用できるものである。

また、前記第3,第4,第５の実施例では、ボトム側管路
15Bの途中に管路52を介して圧力センサ51を接続するも
のとして述べたが、これに替えて、圧力センサ51を例え
ばブームシリンダ10のボトム側油室10B内に設けるよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、請求項１に記載の発明によれば、
ブームシリンダのボトム側油室と連通する主管路の途中
にボトム側油室と方向切換弁との間に位置して揺動抑止
弁を設け、該揺動抑止弁はブームシリンダのボトム側圧
力が上昇から下降に転じるときに該ボトム側圧力を低圧
側に流通させ、これ以外のときにはボトム側圧力を低圧
側に対して遮断させる構成としたから、ブームを急下げ
している途中で急に停止させたとしても、該ブームが
上，下に揺動を繰返したりするのを防止でき、ブームを
安定させて停止できると共に、バケット等の位置決めを
迅速に行うことができ、作業能率を向上させることがで
きる。

また、請求項２の発明では、ボトム側圧力を揺動抑止
弁により、ロッド側油室と連通する主管路側に逃すこと
ができ、請求項１に記載の発明と同様にブームが上，下
に揺動するのを確実に防止できる。

さらに、請求項３の発明では、揺動抑止弁によりボト
ム側圧力をタンク側に逃すことができ、請求項４の発明
では、ボトム側圧力をアキュムレータ側に逃すことがで
き、これによっても、請求項１の発明と同様にブームが
上，下に揺動するのを確実に防止できる。

さらにまた、請求項５の発明では、検出手段により方
向切換弁が中立位置にあるか否かを検出し、方向切換弁
が中立位置にあるときにのみ揺動抑止弁を開弁させる構
成としているから、ブームを停止させるとき以外に、ブ
ームシリンダのボトム側圧力が低圧側に開放されるのを
防止でき、揺動抑止弁の誤作動を確実になくすことがで
きる。

一方、請求項６の発明では、ブームの急下げ途中で該
ブームを急停止させたとしても、ブームシリンダのボト
ム側圧力が上昇から下降に転じるときを圧力センサで検
出することにより、電磁弁を開弁させてボトム側圧力を
低圧側へと開放する構成としているから、ブームシリン
ダのボトム側油室内の圧力が上昇，下降を繰返すのを抑
え、ブームが上，下に揺動するのを防止できると共に、
ブームを安定して停止させることができ、バケット等の
位置決めを迅速に行うことができ、作業能率を向上させ
ることができる。

また、請求項７の発明では、ボトム側圧力を電磁弁に
より、ロッド側油室と連通する主管路側に開放するよう
に逃すことができ、請求項６の発明と同様にブームが
上，下に揺動を繰返すのを確実に防止できる。

さらに、請求項８の発明では、圧力センサで検出した
ボトム側圧力がブームを停止させるのに必要な保持圧と
なるまで電磁弁を開弁し続けることにより、ブームを下
げ途中で急停止させるときにブームのが上，下に揺動を
繰返すのを確実に防止でき、ブームを安定させて停止で
きる。

さらにまた、請求項９の発明では、検出手段により方
向切換弁が中立位置にあるか否かを検出し、方向切換弁
が中立位置にあるときにのみ、電磁弁を開弁させる構成
とすることにより、ブームを停止させるとき以外に電磁
弁が開弁され、ブームシリンダのボトム側圧力が低圧側
に開放されるのを確実に防止でき、電磁弁の誤作動を確
実になくすことができるの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はブームシリンダ用の油圧回路図、第２図は揺動抑
止弁を拡大して示す縦断面図、第３図は第２の実施例を
示す油圧回路図、第４図および第５図は第３の実施例を
示し、第４図は油圧回路図、第５図は電磁弁の開閉弁処
理を示す流れ図、第６図は第４の実施例を示す油圧回路
図、第７図および第８図は第５の実施例を示し、第７図
は油圧回路図、第８図は電磁弁の開閉弁処理を示す流れ
図、第９図は第６の実施例を示す油圧回路図、第10図は
第７の実施例を示す油圧回路図、第11図ないし第13図は
従来技術を示し、第11図は油圧ショベルの全体図、第12
図はブームシリンダ用の油圧回路図、第13図（イ），
（ロ）はブームシリンダのボトム側油室内の圧力および
ブームの変位を示す特性線図である。１……下部走行体、２……上部旋回体、６……作業装
置、７……ブーム、８……アーム、９……バケット、10
……ブームシリンダ、10A……ロッド側油室、10B……ボ
トム側油室、13……油圧ポンプ、14……タンク、15……
主管路、15A……ロッド側管路、15B……ボトム側管路、
16,91……方向切換弁、17……タンク管路、21……揺動
抑止弁、41……アキュムレータ、51……圧力センサ、53
……電磁弁、55,63,72……コントローラ、61,62……角
度センサ、71……検出スイッチ、83A,83B……油路、92
……減圧弁型パイロット弁、93……切換弁、96……制御
管路、97……シャトル弁。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機本体に俯仰動可能に設けられるブー
ムと、該ブームを俯仰動させるため、ロッド側油室とボ
トム側油室とに圧油が給排されるブームシリンダと、該
ブームシリンダのロッド側油室とボトム側油室とを油圧
源に接続する一対の主管路と、該各主管路の途中に設け
られ、前記ブームシリンダのロッド側油室、ボトム側油
室に給排する圧油の方向を切換える方向切換弁とからな
る作業装置のブームシリンダ用油圧回路において、前記各主管路のうち、ブームシリンダのボトム側油室と
連通する主管路の途中には、該ボトム側油室と方向切換
弁との間に位置して前記ブームの揺動を抑える揺動抑止
弁を設け、該揺動抑止弁は前記ブームシリンダのボトム
側圧力が上昇から下降に転じるときに該ボトム側圧力を
低圧側に流通させ、これ以外のときにはボトム側圧力を
低圧側に対して遮断する構成としたことを特徴とする作
業装置のブームシリンダ用油圧回路。
【請求項２】前記揺動抑止弁はボトム側圧力を前記ブー
ムシリンダのロッド側油室と連通する主管路に開放して
なる特許請求の範囲（１）項記載の作業装置のブームシ
リンダ用油圧回路。
【請求項３】前記揺動抑止弁はボトム側圧力をタンク側
に開放してなる特許請求の範囲（１）項記載の作業装置
のブームシリンダ用油圧回路。
【請求項４】前記揺動抑止弁はボトム側圧力をアキュム
レータに開放してなる特許請求の範囲（１）項記載の作
業装置のブームシリンダ用油圧回路。
【請求項５】前記方向切換弁が中立位置にあるのを検出
する検出手段を設け、前記揺動抑止弁は方向切換弁が中
立位置に戻されて、前記ブームシリンダのボトム側圧力
が上昇から下降に転じるときに該ボトム側圧力を開放し
てなる特許請求の範囲（１）項，（２）項，（３）項ま
たは（４）項に記載の作業装置のブームシリンダ用油圧
回路。
【請求項６】作業機本体に俯仰可能に設けられるブーム
と、該ブームを俯仰動させるべく、ロッド側油室とボト
ム側油室とに圧油が給排されるブームシリンダと、該ブ
ームシリンダのロッド側油室とボトム側油室とを油圧源
に接続する一対の主管路と、該各主管路の途中に設けら
れ、前記ブームシリンダのロッド側油室、ボトム側油室
に給排する圧油の方向を切換える方向切換弁とからなる
作業装置のブームシリンダ用油圧回路において、前記ブームシリンダのボトム側圧力を検出する圧力セン
サを設け、前記主管路のうち、ブームシリンダのボトム
側油室と連通する主管路の途中には、該ボトム側油室と
方向切換弁との間に位置して、前記圧力センサにより検
出されるボトム側圧力が上昇から下降に転じるときに該
ボトム側圧力を低圧側に開放する電磁弁を設けたことを
特徴とする作業装置のブームシリンダ用油圧回路。
【請求項７】前記電磁弁はボトム側圧力を前記ブームシ
リンダのロッド側油室と連通する主管路に開放してなる
特許請求の範囲（６）項記載の作業装置のブームシリン
ダ用油圧回路。
【請求項８】前記電磁弁は圧力センサによる検出圧が前
記ブームを停止させるのに必要な保持力となるまで前記
ボトム側圧力を開放してなる特許請求の範囲（６）項ま
たは（７）項に記載の作業装置のブームシリンダ用油圧
回路。
【請求項９】前記方向切換弁が中立位置にあるのを検出
する検出手段を設け、前記電磁弁は方向切換弁が中立位
置に戻されて、前記ブームシリンダのボトム側圧力が上
昇から下降に転じるときに該ボトム側圧力を開放してな
る特許請求の範囲（６）項，（７）項または（８）項に
記載の作業装置のブームシリンダ用油圧回路。