JP3425844B2 - 油圧ショベル - Google Patents
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルに関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベルは多種多様な作業に対応し
て使用されるが、それぞれの作業に適した操作性が求め
られる。ブーム上げ操作性においては、つり荷作業時は
微操作が効くいわゆるレバーに対するゲインの低い操作
性が求められ、水平引き作業時(ブーム上げとアーム引
きの同時操作であるが、アームは自重降下で且つ再生回
路を採用しているために比較的動きが速い)にはアーム
の速い動きに合ったゲインの高い操作性が求められる。
図8は、特開平7−189296号公報に記載されてい
る建設機械の油圧制御装置を示す概略図である。この油
圧制御装置をそなえた油圧ショベルの水平均し作業の開
始時には、ブーム用の流量制御弁6の操作レバーを速く
動かすと、第2制御圧力補正部300(図8には図示し
ていない)ではアームシリンダ4の流量制御弁8の前後
差圧を小さくするように第2補正制御圧力Pc2Bが演
算され、この制御圧力が出力用の制御圧力P2cとして
出力され、アームシリンダ4へ供給される圧油の流量が
大きく減少するように圧力補償弁9が過渡的に絞られ
る。この結果、ポンプ吐出流量がサチュレーション状態
にありかつブームシリンダ3が高負荷圧力側のアクチュ
エータであっても、水平均し作業の開始時に可変圧力補
償弁9の応答遅れが改善され、アームの落下を防止する
ようにしている。
て使用されるが、それぞれの作業に適した操作性が求め
られる。ブーム上げ操作性においては、つり荷作業時は
微操作が効くいわゆるレバーに対するゲインの低い操作
性が求められ、水平引き作業時(ブーム上げとアーム引
きの同時操作であるが、アームは自重降下で且つ再生回
路を採用しているために比較的動きが速い)にはアーム
の速い動きに合ったゲインの高い操作性が求められる。
図8は、特開平7−189296号公報に記載されてい
る建設機械の油圧制御装置を示す概略図である。この油
圧制御装置をそなえた油圧ショベルの水平均し作業の開
始時には、ブーム用の流量制御弁6の操作レバーを速く
動かすと、第2制御圧力補正部300(図8には図示し
ていない)ではアームシリンダ4の流量制御弁8の前後
差圧を小さくするように第2補正制御圧力Pc2Bが演
算され、この制御圧力が出力用の制御圧力P2cとして
出力され、アームシリンダ4へ供給される圧油の流量が
大きく減少するように圧力補償弁9が過渡的に絞られ
る。この結果、ポンプ吐出流量がサチュレーション状態
にありかつブームシリンダ3が高負荷圧力側のアクチュ
エータであっても、水平均し作業の開始時に可変圧力補
償弁9の応答遅れが改善され、アームの落下を防止する
ようにしている。
【0003】また図9は、特開平5−44234号公報
に記載されているブーム上2速合流カット回路を示す図
である。このブーム上2速合流カット回路をそなえた油
圧ショベルでは水平引き操作時に、アーム閉操作(アー
ム引き操作)が行われると切換弁7が切換り、油圧源
8’と信号通路cが連結され、圧油は信号通路cを経て
パイロットチェック弁6’を開側に作動させる。すると
アームスプール3’の下流はパイロットチェック弁6’
によりブーム2速スプール2’をバイパスしてタンクT
と連通するので、アームスプール3’の開口がブーム2
速スプール2’の干渉を受けることがなくなる。すなわ
ちアーム閉操作時にブーム2速合流をカットして、水平
引き性能を向上させるようにしている。
に記載されているブーム上2速合流カット回路を示す図
である。このブーム上2速合流カット回路をそなえた油
圧ショベルでは水平引き操作時に、アーム閉操作(アー
ム引き操作)が行われると切換弁7が切換り、油圧源
8’と信号通路cが連結され、圧油は信号通路cを経て
パイロットチェック弁6’を開側に作動させる。すると
アームスプール3’の下流はパイロットチェック弁6’
によりブーム2速スプール2’をバイパスしてタンクT
と連通するので、アームスプール3’の開口がブーム2
速スプール2’の干渉を受けることがなくなる。すなわ
ちアーム閉操作時にブーム2速合流をカットして、水平
引き性能を向上させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来より油圧ショベル
にそなえたブーム用方向切換弁のメインスプールのブリ
ードオフは微操作性を考慮した特性にしており、高応答
性が要求される作業には不向きである。そのために高応
答性が必要な作業例えば水平引き作業におけるブーム上
げ操作性を向上させる手段が種々勘案されている。図8
に示す従来技術の一実施例油圧制御装置では、1個の油
圧ポンプ2からの吐出流量をブーム用流量制御弁6とア
ーム用流量制御弁8に分配するとき、その分流比を変更
できるようにしている。すなわち水平均し作業に際して
ブーム用流量制御弁6の操作量が大きくなれば、これに
応じてブームの上がり量が大きくなるようにしている。
したがってブーム用操作レバーとアーム用操作レバーの
それぞれ操作量に大きな差を付けて、比較的に操作する
ので、ブーム上げ操作が容易であるとは云えない。また
図9に示す従来技術の一実施例ブーム上2速合流カット
回路ではアーム閉操作時にブーム2速合流をカットし
て、ブームの浮き上りを防止するようにしている。その
ためにアーム用操作レバーの操作量がブーム用操作レバ
ーの操作量より先行した状態のとき、ブーム上げの速度
を速めることが困難のように思われる。本発明は、つり
作業ではブームのインチング性が良く、水平引き作業時
にはアームにマッチした比較的ゲインの高い操作性が得
られるような油圧ショベルを提供することを目的とす
る。
にそなえたブーム用方向切換弁のメインスプールのブリ
ードオフは微操作性を考慮した特性にしており、高応答
性が要求される作業には不向きである。そのために高応
答性が必要な作業例えば水平引き作業におけるブーム上
げ操作性を向上させる手段が種々勘案されている。図8
に示す従来技術の一実施例油圧制御装置では、1個の油
圧ポンプ2からの吐出流量をブーム用流量制御弁6とア
ーム用流量制御弁8に分配するとき、その分流比を変更
できるようにしている。すなわち水平均し作業に際して
ブーム用流量制御弁6の操作量が大きくなれば、これに
応じてブームの上がり量が大きくなるようにしている。
したがってブーム用操作レバーとアーム用操作レバーの
それぞれ操作量に大きな差を付けて、比較的に操作する
ので、ブーム上げ操作が容易であるとは云えない。また
図9に示す従来技術の一実施例ブーム上2速合流カット
回路ではアーム閉操作時にブーム2速合流をカットし
て、ブームの浮き上りを防止するようにしている。その
ためにアーム用操作レバーの操作量がブーム用操作レバ
ーの操作量より先行した状態のとき、ブーム上げの速度
を速めることが困難のように思われる。本発明は、つり
作業ではブームのインチング性が良く、水平引き作業時
にはアームにマッチした比較的ゲインの高い操作性が得
られるような油圧ショベルを提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、ブーム用シ
リンダにブーム用操作レバーの操作に応じて作動するブ
ーム用スプール弁を介して圧油を供給せしめる第1の油
圧ポンプと、アーム用シリンダにアーム用操作レバーの
操作に応じて作動するアーム用スプール弁を介して圧油
を供給せしめる第2の油圧ポンプと、前記ブーム用操作
レバーの中立位置に対応する前記ブーム用スプール弁の
中立状態で前記第1の油圧ポンプの吐出圧油を作動油タ
ンクに回収するための油通路を開通・遮断自在に設けら
れたカット弁を、前記ブーム用操作レバー及びアーム用
操作レバーがそれぞれブームの上昇側及びアームの引き
込み側に同時に操作されたとき、前記ブーム用操作レバ
ーの操作によりブーム用油圧リモコン弁から導出される
ブーム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにし
た。あるいはまた前記カット弁を、前記アーム用操作レ
バーの操作によりアーム用油圧リモコン弁から導出され
るアーム引き用パイロット圧に比例して閉じるように
し、またそのアーム引き用パイロット圧の初期圧のゲイ
ンを下げるようにした。また前記ブーム用操作レバー及
びアーム用操作レバーがそれぞれブームの上昇側及びア
ームの引き込み側に同時に操作されるとき、アーム引き
パイロット圧PiAとブーム上げ用パイロット圧PiBとの
差圧△Pをパラメータとして制御するようにし、前記ア
ーム用操作レバーの操作量が前記ブーム用操作レバーの
操作量より先行した状態時に、ブーム上げ圧力を昇圧せ
しめるようにした。
リンダにブーム用操作レバーの操作に応じて作動するブ
ーム用スプール弁を介して圧油を供給せしめる第1の油
圧ポンプと、アーム用シリンダにアーム用操作レバーの
操作に応じて作動するアーム用スプール弁を介して圧油
を供給せしめる第2の油圧ポンプと、前記ブーム用操作
レバーの中立位置に対応する前記ブーム用スプール弁の
中立状態で前記第1の油圧ポンプの吐出圧油を作動油タ
ンクに回収するための油通路を開通・遮断自在に設けら
れたカット弁を、前記ブーム用操作レバー及びアーム用
操作レバーがそれぞれブームの上昇側及びアームの引き
込み側に同時に操作されたとき、前記ブーム用操作レバ
ーの操作によりブーム用油圧リモコン弁から導出される
ブーム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにし
た。あるいはまた前記カット弁を、前記アーム用操作レ
バーの操作によりアーム用油圧リモコン弁から導出され
るアーム引き用パイロット圧に比例して閉じるように
し、またそのアーム引き用パイロット圧の初期圧のゲイ
ンを下げるようにした。また前記ブーム用操作レバー及
びアーム用操作レバーがそれぞれブームの上昇側及びア
ームの引き込み側に同時に操作されるとき、アーム引き
パイロット圧PiAとブーム上げ用パイロット圧PiBとの
差圧△Pをパラメータとして制御するようにし、前記ア
ーム用操作レバーの操作量が前記ブーム用操作レバーの
操作量より先行した状態時に、ブーム上げ圧力を昇圧せ
しめるようにした。
【0006】本発明ではブーム用操作レバーの中立位置
に対応するブーム用スプール弁の中立状態で第1の油圧
ポンプの吐出圧油を作動油タンクに回収するための油通
路を開通・遮断自在に設けられたカット弁を、ブーム用
操作レバー及びアーム用操作レバーがそれぞれブームの
上昇側及びアームの引き込み側に同時に操作されたとき
ブーム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにした
ので、第1の油圧ポンプのポンプ圧の昇圧感度が上が
り、結果としてブーム上昇ゲインが上がってアーム引き
操作とのマッチングを図ることができる。あるいはまた
前記カット弁を、ブーム上げ用パイロット圧ではなくア
ーム引き用パイロット圧に比例して閉じるようにした
が、その場合にはそのアーム引き用パイロット圧に対す
るカット弁制御のゲインを下げたり最大指令値を抑える
ようにした。それにより前記カット弁が過剰にバイパス
通路を閉じてブームが飛び上がる等の副作用が発生する
のを防止することができる。またアーム引き用パイロッ
ト圧PiA−ブーム上げ用パイロット圧PiB=差圧△Pを
パラメータとして制御するようにしたので、ブーム用操
作レバーとアーム用操作レバーを同じ深さ(同じ操作
量)で操作すると本来水平引き制御できる設定の油圧シ
ョベルでは、アーム用操作レバーが先行した場合に自動
的にブーム上げを早めてやることができる。
に対応するブーム用スプール弁の中立状態で第1の油圧
ポンプの吐出圧油を作動油タンクに回収するための油通
路を開通・遮断自在に設けられたカット弁を、ブーム用
操作レバー及びアーム用操作レバーがそれぞれブームの
上昇側及びアームの引き込み側に同時に操作されたとき
ブーム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにした
ので、第1の油圧ポンプのポンプ圧の昇圧感度が上が
り、結果としてブーム上昇ゲインが上がってアーム引き
操作とのマッチングを図ることができる。あるいはまた
前記カット弁を、ブーム上げ用パイロット圧ではなくア
ーム引き用パイロット圧に比例して閉じるようにした
が、その場合にはそのアーム引き用パイロット圧に対す
るカット弁制御のゲインを下げたり最大指令値を抑える
ようにした。それにより前記カット弁が過剰にバイパス
通路を閉じてブームが飛び上がる等の副作用が発生する
のを防止することができる。またアーム引き用パイロッ
ト圧PiA−ブーム上げ用パイロット圧PiB=差圧△Pを
パラメータとして制御するようにしたので、ブーム用操
作レバーとアーム用操作レバーを同じ深さ(同じ操作
量)で操作すると本来水平引き制御できる設定の油圧シ
ョベルでは、アーム用操作レバーが先行した場合に自動
的にブーム上げを早めてやることができる。
【0007】また前記ブーム用スプール弁,アーム用ス
プール弁のそれぞれ中立位置を貫通して前記油圧ポンプ
と作動油タンクを連通するバイパス通路の下流側のバイ
パス流量でポンプ流量を制御するネガコン式油圧回路で
は、前記バイパス通路を絞ってブーム上昇圧力を上げる
作用に加え、ポンプ流量も合わせて増加するようにし
た。それによりネガコン式油圧回路の場合の本発明の油
圧ショベルでは、バイパス通路を絞ってブーム上昇圧力
を上げる効果に加え、ポンプ流量も合わせて増加するの
で、更に大きな効果を発揮することができる。
プール弁のそれぞれ中立位置を貫通して前記油圧ポンプ
と作動油タンクを連通するバイパス通路の下流側のバイ
パス流量でポンプ流量を制御するネガコン式油圧回路で
は、前記バイパス通路を絞ってブーム上昇圧力を上げる
作用に加え、ポンプ流量も合わせて増加するようにし
た。それによりネガコン式油圧回路の場合の本発明の油
圧ショベルでは、バイパス通路を絞ってブーム上昇圧力
を上げる効果に加え、ポンプ流量も合わせて増加するの
で、更に大きな効果を発揮することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の油圧ショ
ベル(全体図は図示していない)に装備している制御回
路を示す図である。図において、10L ,10R は油圧
ショベルの下部走行体(図示していない)に装備した左
右一対の走行モータ、11は油圧ショベルの上部旋回体
のフロント部に装着したブーム(図示していない)を駆
動するブームシリンダ(ブーム用シリンダと同じ)、1
2はブーム先端部に回動自在に連結したアーム(図示し
ていない)を駆動するアームシリンダ(アーム用シリン
ダと同じ)、13L ,13R は左右の走行モータ10
L ,10R をそれぞれ制御する左右の走行用方向切換
弁、14はブームシリンダ11を制御する方向切換弁で
あるブーム用スプール弁、15は図示していない他の油
圧アクチュエータを制御する方向切換弁、16はアーム
シリンダ12を制御する方向切換弁であるアーム用スプ
ール弁、17は図示していない他の油圧アクチュエータ
を制御する方向切換弁、18R はグループA(方向切換
弁10R ,15,14のグループをいう)を貫通するバ
イパス通路、18L はグループB(方向切換弁10L ,
17,16のグループをいう)を貫通するバイパス通
路、19L ,19R はバイパス通路18L ,18R のそ
れぞれ下流側出口に開通・遮断自在に設けられたカット
弁、20はアームシリンダ12のアーム押し側油室であ
るロッド側油室21へ圧油を合流供給するための合流
弁、22,23はそれぞれメイン圧油を吐出する油圧ポ
ンプである第1,第2ポンプ、24,25は第1ポンプ
22,第2ポンプ23のそれぞれレギュレータ、26は
パイロット油圧源であるパイロットポンプ、27,28
はそれぞれブーム用、アーム用油圧リモコン弁、29,
30はブーム用油圧リモコン弁27、アーム用油圧リモ
コン弁28のそれぞれブーム用,アーム用操作レバー、
31,32,33L ,33R はそれぞれ電磁比例減圧
弁、34はブーム用スプール弁14のブーム上げ側パイ
ロットポート35に作用するパイロット圧を検出するブ
ーム上げ操作検出手段である圧力センサ、36はアーム
用スプール弁16のアーム引き側パイロットポート37
に作用するパイロット圧を検出するアーム引き操作検出
手段である圧力センサ、38はアーム用スプール弁16
のアーム押し側パイロットポート39に(同時に合流弁
20のパイロットポート40に)作用するパイロット圧
を検出するアーム押し操作検出手段である圧力センサ、
41は作動油タンク、42はコントローラである。図1
に示すように油圧ショベルでは、ブームシリンダ11に
ブーム用操作レバー29の操作に応じて作動するブーム
用スプール弁14を介して圧油を供給せしめる第1ポン
プ22と、アームシリンダ12にアーム用操作レバー3
0の操作に応じて作動するアーム用スプール弁16を介
して圧油を供給せしめる第2油圧ポンプ23と、前記ア
ームシリンダ12のアーム押し作動時に第1ポンプ22
の吐出圧油をアーム用操作レバー30のアーム押し操作
に応じて第2ポンプ23の吐出圧油に合流させてアーム
シリンダ12のロッド側油室21へ合流供給するための
合流弁20とを備え、またブーム上げ操作検出手段であ
る圧力センサ34,アーム引き操作検出手段である圧力
センサ36、アーム押し操作検出手段である圧力センサ
38からの信号をコントローラ42に入力するようにし
ている。
に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の油圧ショ
ベル(全体図は図示していない)に装備している制御回
路を示す図である。図において、10L ,10R は油圧
ショベルの下部走行体(図示していない)に装備した左
右一対の走行モータ、11は油圧ショベルの上部旋回体
のフロント部に装着したブーム(図示していない)を駆
動するブームシリンダ(ブーム用シリンダと同じ)、1
2はブーム先端部に回動自在に連結したアーム(図示し
ていない)を駆動するアームシリンダ(アーム用シリン
ダと同じ)、13L ,13R は左右の走行モータ10
L ,10R をそれぞれ制御する左右の走行用方向切換
弁、14はブームシリンダ11を制御する方向切換弁で
あるブーム用スプール弁、15は図示していない他の油
圧アクチュエータを制御する方向切換弁、16はアーム
シリンダ12を制御する方向切換弁であるアーム用スプ
ール弁、17は図示していない他の油圧アクチュエータ
を制御する方向切換弁、18R はグループA(方向切換
弁10R ,15,14のグループをいう)を貫通するバ
イパス通路、18L はグループB(方向切換弁10L ,
17,16のグループをいう)を貫通するバイパス通
路、19L ,19R はバイパス通路18L ,18R のそ
れぞれ下流側出口に開通・遮断自在に設けられたカット
弁、20はアームシリンダ12のアーム押し側油室であ
るロッド側油室21へ圧油を合流供給するための合流
弁、22,23はそれぞれメイン圧油を吐出する油圧ポ
ンプである第1,第2ポンプ、24,25は第1ポンプ
22,第2ポンプ23のそれぞれレギュレータ、26は
パイロット油圧源であるパイロットポンプ、27,28
はそれぞれブーム用、アーム用油圧リモコン弁、29,
30はブーム用油圧リモコン弁27、アーム用油圧リモ
コン弁28のそれぞれブーム用,アーム用操作レバー、
31,32,33L ,33R はそれぞれ電磁比例減圧
弁、34はブーム用スプール弁14のブーム上げ側パイ
ロットポート35に作用するパイロット圧を検出するブ
ーム上げ操作検出手段である圧力センサ、36はアーム
用スプール弁16のアーム引き側パイロットポート37
に作用するパイロット圧を検出するアーム引き操作検出
手段である圧力センサ、38はアーム用スプール弁16
のアーム押し側パイロットポート39に(同時に合流弁
20のパイロットポート40に)作用するパイロット圧
を検出するアーム押し操作検出手段である圧力センサ、
41は作動油タンク、42はコントローラである。図1
に示すように油圧ショベルでは、ブームシリンダ11に
ブーム用操作レバー29の操作に応じて作動するブーム
用スプール弁14を介して圧油を供給せしめる第1ポン
プ22と、アームシリンダ12にアーム用操作レバー3
0の操作に応じて作動するアーム用スプール弁16を介
して圧油を供給せしめる第2油圧ポンプ23と、前記ア
ームシリンダ12のアーム押し作動時に第1ポンプ22
の吐出圧油をアーム用操作レバー30のアーム押し操作
に応じて第2ポンプ23の吐出圧油に合流させてアーム
シリンダ12のロッド側油室21へ合流供給するための
合流弁20とを備え、またブーム上げ操作検出手段であ
る圧力センサ34,アーム引き操作検出手段である圧力
センサ36、アーム押し操作検出手段である圧力センサ
38からの信号をコントローラ42に入力するようにし
ている。
【0009】次に図2は、ブーム用スプール弁14のブ
ーム上げ側パイロットポート35に作用するパイロット
圧PiBと、グループAのカット弁19R のパイロットポ
ート43(図1に示す)に作用するパイロット圧PCAと
の関係を示す図表である。図3は、アーム用スプール弁
16のアーム引き側パイロットポート37に作用するパ
イロット圧PiAと、グループAのカット弁19R のパイ
ロットポート43に作用するパイロット圧PCAとの関係
を示す図表である。図4は、アーム引き用パイロット圧
PiAとブーム上げ用パイロット圧PiBとの差圧△Pに対
応して、グループAのカット弁19R のパイロットポー
ト43に作用されるパイロット圧PCAを示す図表であ
る。
ーム上げ側パイロットポート35に作用するパイロット
圧PiBと、グループAのカット弁19R のパイロットポ
ート43(図1に示す)に作用するパイロット圧PCAと
の関係を示す図表である。図3は、アーム用スプール弁
16のアーム引き側パイロットポート37に作用するパ
イロット圧PiAと、グループAのカット弁19R のパイ
ロットポート43に作用するパイロット圧PCAとの関係
を示す図表である。図4は、アーム引き用パイロット圧
PiAとブーム上げ用パイロット圧PiBとの差圧△Pに対
応して、グループAのカット弁19R のパイロットポー
ト43に作用されるパイロット圧PCAを示す図表であ
る。
【0010】また図5は、ブーム用スプール弁14を示
す要部断面図である。図において、連絡口Pは第1ポン
プ22からのメイン圧油が流入するポート、連絡口C1
はボトム側油室45(図1に示す)連通ポート、連絡口
C2 はロッド側油室46連通ポート、連絡口Tはタンク
連通ポートT、47はロック弁、48はブーム用スプー
ル弁14のメインスプール、49はセレクタ弁である。
図6は、図5におけるブーム上げ側パイロットポート3
5に作用するパイロット圧PiBと、メインスプール48
のストローク移動によって開口される流路の開口面積と
の関係を示す図表である。図表において、Nはグループ
Aのバイパス通路18R (すなわちブーム用スプール弁
14の中立位置を通る)を示す。また括弧内の矢印で結
ぶ符号は、各ポートP,C1 ,C2 ,T,通路N間の流
路を示す。
す要部断面図である。図において、連絡口Pは第1ポン
プ22からのメイン圧油が流入するポート、連絡口C1
はボトム側油室45(図1に示す)連通ポート、連絡口
C2 はロッド側油室46連通ポート、連絡口Tはタンク
連通ポートT、47はロック弁、48はブーム用スプー
ル弁14のメインスプール、49はセレクタ弁である。
図6は、図5におけるブーム上げ側パイロットポート3
5に作用するパイロット圧PiBと、メインスプール48
のストローク移動によって開口される流路の開口面積と
の関係を示す図表である。図表において、Nはグループ
Aのバイパス通路18R (すなわちブーム用スプール弁
14の中立位置を通る)を示す。また括弧内の矢印で結
ぶ符号は、各ポートP,C1 ,C2 ,T,通路N間の流
路を示す。
【0011】次に、本発明の油圧ショベルの制御用の構
成及び作用について述べる。本発明では図1に示すよう
に、ブーム用操作レバー29の中立位置に対応するブー
ム用スプール弁14の中立状態で第1ポンプ22の吐出
圧油を作動油タンク41に回収するための油通路(バイ
パス通路18R )を開通・遮断自在に設けられたカット
弁19R を、ブーム用操作レバー29及びアーム用操作
レバー30がそれぞれブームの上昇側(図1に示す符号
イの方向)及びアームの引き込み側(符号ロの方向)に
同時に操作されたとき、ブーム用操作レバー29の操作
によりブーム用油圧リモコン弁27から導出されるブー
ム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにした。す
なわち上記の場合には図2に示すように、ブーム用スプ
ール弁14のブーム上げ側パイロットポート35に作用
するパイロット圧PiBに比例したパイロット圧PCAが、
図1に示すカット弁19R のパイロットポート43に対
してコントローラ42の指令により電磁比例減圧弁33
R を介し、管路50を通じて作用する。それにより第1
ポンプ22から吐出されるポンプ圧の昇圧感度が上が
り、結果としてブーム上昇ゲインが上がってアーム引き
操作とのマッチングを図ることができる。
成及び作用について述べる。本発明では図1に示すよう
に、ブーム用操作レバー29の中立位置に対応するブー
ム用スプール弁14の中立状態で第1ポンプ22の吐出
圧油を作動油タンク41に回収するための油通路(バイ
パス通路18R )を開通・遮断自在に設けられたカット
弁19R を、ブーム用操作レバー29及びアーム用操作
レバー30がそれぞれブームの上昇側(図1に示す符号
イの方向)及びアームの引き込み側(符号ロの方向)に
同時に操作されたとき、ブーム用操作レバー29の操作
によりブーム用油圧リモコン弁27から導出されるブー
ム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにした。す
なわち上記の場合には図2に示すように、ブーム用スプ
ール弁14のブーム上げ側パイロットポート35に作用
するパイロット圧PiBに比例したパイロット圧PCAが、
図1に示すカット弁19R のパイロットポート43に対
してコントローラ42の指令により電磁比例減圧弁33
R を介し、管路50を通じて作用する。それにより第1
ポンプ22から吐出されるポンプ圧の昇圧感度が上が
り、結果としてブーム上昇ゲインが上がってアーム引き
操作とのマッチングを図ることができる。
【0012】あるいはまた本発明では前記カット弁19
R を、ブーム上げ用パイロット圧PiBではなくアーム引
き用パイロット圧PiAに比例して閉じるようにし、その
場合にはそのアーム引き用パイロット圧PiAに対するカ
ット弁19R 制御のゲインを下げたり最大指令値を抑え
るようにした。それにより前記アーム引き用パイロット
圧PiAがカット弁19R に作用(図3に示す状態の作
用)したとき、カット弁19R が過剰にバイパス通路1
8R を閉じてブームが飛び上がる等の副作用が発生する
のを防止することができる。
R を、ブーム上げ用パイロット圧PiBではなくアーム引
き用パイロット圧PiAに比例して閉じるようにし、その
場合にはそのアーム引き用パイロット圧PiAに対するカ
ット弁19R 制御のゲインを下げたり最大指令値を抑え
るようにした。それにより前記アーム引き用パイロット
圧PiAがカット弁19R に作用(図3に示す状態の作
用)したとき、カット弁19R が過剰にバイパス通路1
8R を閉じてブームが飛び上がる等の副作用が発生する
のを防止することができる。
【0013】また本発明ではブーム用操作レバー29及
びアーム用操作レバー30がそれぞれブームの上昇側及
びアーム引き込み側に同時に操作されるとき、アーム引
き用パイロット圧PiAとブーム上げ用パイロット圧PiB
との差圧△Pをパラメータとして制御するようにし、ア
ーム用操作レバー30の操作量がブーム用操作レバー2
9の操作量より先行した状態時に、ブーム上げ圧力を昇
圧せしめるようにした。すなわち図4に示すようにアー
ム引き用パイロット圧PiA−ブーム上げ用パイロット圧
PiB=差圧△Pをパラメータとしてカット弁19R を制
御するようにしたので、ブーム用操作レバー29とアー
ム用操作レバー30を同じ深さ(同じ操作量)で操作す
ると本来水平引き制御できる設定の油圧ショベルでは、
アーム用操作レバー29が先行した場合にコントローラ
42、電磁比例減圧弁31を介してレギュレータ24を
調整し、ブーム上げ圧力を自動的に昇圧してブーム上げ
を早めてやることができる。
びアーム用操作レバー30がそれぞれブームの上昇側及
びアーム引き込み側に同時に操作されるとき、アーム引
き用パイロット圧PiAとブーム上げ用パイロット圧PiB
との差圧△Pをパラメータとして制御するようにし、ア
ーム用操作レバー30の操作量がブーム用操作レバー2
9の操作量より先行した状態時に、ブーム上げ圧力を昇
圧せしめるようにした。すなわち図4に示すようにアー
ム引き用パイロット圧PiA−ブーム上げ用パイロット圧
PiB=差圧△Pをパラメータとしてカット弁19R を制
御するようにしたので、ブーム用操作レバー29とアー
ム用操作レバー30を同じ深さ(同じ操作量)で操作す
ると本来水平引き制御できる設定の油圧ショベルでは、
アーム用操作レバー29が先行した場合にコントローラ
42、電磁比例減圧弁31を介してレギュレータ24を
調整し、ブーム上げ圧力を自動的に昇圧してブーム上げ
を早めてやることができる。
【0014】なお本発明ではブーム用スプール弁14の
メインスプール48(図5に示す)の開口特性として、
図6に示す破線ハの曲線の部分が行われる。すなわちブ
ーム上げ用パイロット圧PiBが比較的小さいときにカッ
ト弁19R 制御により、(P→N)へ開口面積を十分に
絞り込むようにすることができる。
メインスプール48(図5に示す)の開口特性として、
図6に示す破線ハの曲線の部分が行われる。すなわちブ
ーム上げ用パイロット圧PiBが比較的小さいときにカッ
ト弁19R 制御により、(P→N)へ開口面積を十分に
絞り込むようにすることができる。
【0015】また図7は、本発明の油圧ショベルがネガ
コン式油圧回路である場合におけるブーム上げ用パイロ
ット圧PiBとブーム上げポンプ流量QB との関係を表わ
す図表である。ブーム用スプール弁14,アーム用スプ
ール弁16のそれぞれ中立位置を貫通して各第1ポンプ
22,第2ポンプ23と、作動油タンク41を連通する
バイパス通路18R ,18L の下流側のバイパス流量で
ポンプ流量を制御するネガコン式油圧回路(図示してい
ない)では発生したネガコン圧がレギュレータ24,2
5に作用するが、カット弁19R 制御によりバイパス通
路18R を絞ってブーム上昇圧力を上げる効果に加え、
第1ポンプ22からのポンプ流量も合わせて増加するよ
うにした。それにより図7に示すように、ブーム上げ用
パイロット圧PiBが比較的小さいとき破線ニの曲線に相
当するブーム上げポンプ流量QBが増加する。したがっ
てネガコン式油圧回路の場合の本発明の油圧ショベルで
は、水平引き操作におけるアーム引きにマッチしたブー
ム上げの操作を更に効果的に発揮することができる。
コン式油圧回路である場合におけるブーム上げ用パイロ
ット圧PiBとブーム上げポンプ流量QB との関係を表わ
す図表である。ブーム用スプール弁14,アーム用スプ
ール弁16のそれぞれ中立位置を貫通して各第1ポンプ
22,第2ポンプ23と、作動油タンク41を連通する
バイパス通路18R ,18L の下流側のバイパス流量で
ポンプ流量を制御するネガコン式油圧回路(図示してい
ない)では発生したネガコン圧がレギュレータ24,2
5に作用するが、カット弁19R 制御によりバイパス通
路18R を絞ってブーム上昇圧力を上げる効果に加え、
第1ポンプ22からのポンプ流量も合わせて増加するよ
うにした。それにより図7に示すように、ブーム上げ用
パイロット圧PiBが比較的小さいとき破線ニの曲線に相
当するブーム上げポンプ流量QBが増加する。したがっ
てネガコン式油圧回路の場合の本発明の油圧ショベルで
は、水平引き操作におけるアーム引きにマッチしたブー
ム上げの操作を更に効果的に発揮することができる。
【0016】
【発明の効果】油圧ショベルは多種多様な作業に対応し
て使用されるが、それぞれの作業に適した操作性が求め
られる。ブーム上げ操作性においては、つり荷作業時は
微操作が効くいわゆるレバーに対するゲインの低い操作
性が求められ、水平引き作業時(ブーム上げとアーム引
きの同時操作であるが、アームは自重降下で且つ再生回
路を採用しているために比較的動きが速い)にはアーム
の速い動きに合ったゲインの高い操作性が求められる。
従来より油圧ショベルにそなえたブーム用方向切換弁の
メインスプールのブリードオフは微操作性を考慮した特
性にしており、高応答性が要求される作業には不向きで
ある。そのために本発明ではブーム用操作レバーの中立
位置に対応するブーム用スプール弁の中立状態で第1ポ
ンプの吐出圧油を作動油タンクに回収するための油通路
を開通・遮断自在に設けられたカット弁を、ブーム用操
作レバー及びアーム用操作レバーがそれぞれブームの上
昇側及びアームの引き込み側に同時に操作されたときブ
ーム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにしたの
で、第1ポンプのポンプ圧の昇圧感度が上がり、結果と
してブーム上昇ゲインが上がってアーム引き操作とのマ
ッチングを図ることができる。あるいはまた前記カット
弁を、ブーム上げ用パイロット圧ではなくアーム引き用
パイロット圧に比例して閉じるようにしたが、その場合
にはそのアーム引き用パイロット圧に対するカット弁制
御のゲインを下げたり最大指令値を抑えるようにした。
それにより前記カット弁が過剰にパイバス通路を閉じて
ブームが飛び上がる等の作用が発生するのを防止するこ
とができる。またアーム引き用パイロット圧PiA−ブー
ム上げ用パイロット圧PiB=差圧△Pをパラメータとし
て制御するようにしたので、ブーム用操作レバーとアー
ム用操作レバーを同じ深さ(同じ操作量)で操作すると
本来水平引き制御できる設定の油圧ショベルでは、アー
ム用操作レバーが先行した場合に自動的にブーム上げを
早めてやることができる。また前記ブーム用スプール
弁,アーム用スプール弁のそれぞれ中立位置を貫通して
前記油圧ポンプと作動油タンクを連通するバイパス通路
の下流側のバイパス流量でポンプ流量を制御するネガコ
ン式油圧回路では、前記バイパス通路を絞ってブーム上
昇圧力を上げる作用に加え、ポンプ流量も合わせて増加
するようにした。それによりネガコン式油圧回路の場合
の本発明の油圧ショベルでは、バイパス通路を絞ってブ
ーム上昇圧力を上げる効果に加え、ポンプ流量も合わせ
て増加するので、更に大きな効果を発揮することができ
る。したがって本発明の油圧ショベルが作業を行う場合
に、つり作業ではブームのインチング性が良く、水平引
き作業時にはアームにマッチした比較的ゲインの高い操
作性を得ることができる。
て使用されるが、それぞれの作業に適した操作性が求め
られる。ブーム上げ操作性においては、つり荷作業時は
微操作が効くいわゆるレバーに対するゲインの低い操作
性が求められ、水平引き作業時(ブーム上げとアーム引
きの同時操作であるが、アームは自重降下で且つ再生回
路を採用しているために比較的動きが速い)にはアーム
の速い動きに合ったゲインの高い操作性が求められる。
従来より油圧ショベルにそなえたブーム用方向切換弁の
メインスプールのブリードオフは微操作性を考慮した特
性にしており、高応答性が要求される作業には不向きで
ある。そのために本発明ではブーム用操作レバーの中立
位置に対応するブーム用スプール弁の中立状態で第1ポ
ンプの吐出圧油を作動油タンクに回収するための油通路
を開通・遮断自在に設けられたカット弁を、ブーム用操
作レバー及びアーム用操作レバーがそれぞれブームの上
昇側及びアームの引き込み側に同時に操作されたときブ
ーム上げ用パイロット圧に比例して閉じるようにしたの
で、第1ポンプのポンプ圧の昇圧感度が上がり、結果と
してブーム上昇ゲインが上がってアーム引き操作とのマ
ッチングを図ることができる。あるいはまた前記カット
弁を、ブーム上げ用パイロット圧ではなくアーム引き用
パイロット圧に比例して閉じるようにしたが、その場合
にはそのアーム引き用パイロット圧に対するカット弁制
御のゲインを下げたり最大指令値を抑えるようにした。
それにより前記カット弁が過剰にパイバス通路を閉じて
ブームが飛び上がる等の作用が発生するのを防止するこ
とができる。またアーム引き用パイロット圧PiA−ブー
ム上げ用パイロット圧PiB=差圧△Pをパラメータとし
て制御するようにしたので、ブーム用操作レバーとアー
ム用操作レバーを同じ深さ(同じ操作量)で操作すると
本来水平引き制御できる設定の油圧ショベルでは、アー
ム用操作レバーが先行した場合に自動的にブーム上げを
早めてやることができる。また前記ブーム用スプール
弁,アーム用スプール弁のそれぞれ中立位置を貫通して
前記油圧ポンプと作動油タンクを連通するバイパス通路
の下流側のバイパス流量でポンプ流量を制御するネガコ
ン式油圧回路では、前記バイパス通路を絞ってブーム上
昇圧力を上げる作用に加え、ポンプ流量も合わせて増加
するようにした。それによりネガコン式油圧回路の場合
の本発明の油圧ショベルでは、バイパス通路を絞ってブ
ーム上昇圧力を上げる効果に加え、ポンプ流量も合わせ
て増加するので、更に大きな効果を発揮することができ
る。したがって本発明の油圧ショベルが作業を行う場合
に、つり作業ではブームのインチング性が良く、水平引
き作業時にはアームにマッチした比較的ゲインの高い操
作性を得ることができる。
【図1】本発明の油圧ショベルに装備している制御回路
を示す図である。
を示す図である。
【図2】ブーム用スプール弁のブーム上げ側パイロット
ポートに作用するパイロット圧PiBと、グループAのカ
ット弁のパイロットポートに作用するパイロット圧PCA
との関係を示す図表である。
ポートに作用するパイロット圧PiBと、グループAのカ
ット弁のパイロットポートに作用するパイロット圧PCA
との関係を示す図表である。
【図3】アーム用スプール弁のアーム引き側パイロット
ポート作用するパイロット圧PiAと、グループAのカッ
ト弁のパイロットポートに作用するパイロット圧PCAと
の関係を示す図表である。
ポート作用するパイロット圧PiAと、グループAのカッ
ト弁のパイロットポートに作用するパイロット圧PCAと
の関係を示す図表である。
【図4】アーム引き用パイロット圧PiAとブーム上げ用
パイロット圧PiBとの差圧△Pに対応して、グループA
のカット弁のパイロットポートに作用されるパイロット
圧PCAを示す図表である。
パイロット圧PiBとの差圧△Pに対応して、グループA
のカット弁のパイロットポートに作用されるパイロット
圧PCAを示す図表である。
【図5】ブーム用スプール弁を示す要部断面図である。
【図6】図5におけるブーム上げ側パイロットポートに
作用するパイロット圧PiBと、メインスプールのストロ
ーク移動によって開口される流路の開口面積との関係を
示す図表である。
作用するパイロット圧PiBと、メインスプールのストロ
ーク移動によって開口される流路の開口面積との関係を
示す図表である。
【図7】本発明の油圧ショベルがネガコン式油圧回路で
ある場合におけるブーム上げ用パイロット圧PiBとブー
ム上げポンプ流量QB との関係を表わす図表である。
ある場合におけるブーム上げ用パイロット圧PiBとブー
ム上げポンプ流量QB との関係を表わす図表である。
【図8】従来技術の建設機械の一実施例油圧制御装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図9】従来技術の一実施例ブーム上2速合流カット回
路を示す図である。
路を示す図である。
3,11 ブームシリンダ
4,12 アームシリンダ
14 ブーム用スプール弁
16 アーム用スプール弁
18L ,18R バイパス通路
19L ,19R カット弁
20 合流弁
22,23 第1,第2ポンプ
24,25 レギュレータ
27 ブーム用油圧リモコン弁
28 アーム用油圧リモコン弁
29 ブーム用操作レバー
30 アーム用操作レバー
31,32,33L ,33R 電磁比例減圧弁
34,36,38 圧力センサ
42 コントローラ
48 メインスプール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
E02F 9/22
F15B 11/00 - 11/22
Claims (4)
- 【請求項1】 ブーム用シリンダにブーム用操作レバー
の操作に応じて作動するブーム用スプール弁を介して圧
油を供給せしめる第1の油圧ポンプと、アーム用シリン
ダにアーム用操作レバーの操作に応じて作動するアーム
用スプール弁を介して圧油を供給せしめる第2の油圧ポ
ンプと、前記アーム用シリンダの作動時に前記第1の油
圧ポンプの吐出圧油を前記アーム用操作レバーの操作に
応じて前記第2の油圧ポンプの吐出圧油に合流させて該
アーム用シリンダに供給せしめるアーム合流手段とを備
えた油圧ショベルにおいて、前記ブーム用操作レバーの
中立位置に対応する前記ブーム用スプール弁の中立状態
で前記第1の油圧ポンプの吐出圧油を作動油タンクに回
収するための油通路を開通・遮断自在に設けられたカッ
ト弁を、前記ブーム用操作レバー及びアーム用操作レバ
ーがそれぞれブームの上昇側及びアームの引き込み側に
同時に操作されたとき、前記ブーム用操作レバーの操作
によりブーム用油圧リモコン弁から導出されるブーム上
げ用パイロット圧に比例して閉じるようにしたことを特
徴とする油圧ショベル。 - 【請求項2】 前記ブーム用操作レバー及びアーム用操
作レバーがそれぞれブームの上昇側及びアームの引き込
み側に同時に操作されたとき、前記カット弁を、前記ア
ーム用操作レバーの操作によりアーム用油圧リモコン弁
から導出されるアーム引き用パイロット圧に比例して閉
じるようにしたことを特徴とする請求項1記載の油圧シ
ョベル。 - 【請求項3】 前記ブーム用操作レバー及びアーム用操
作レバーがそれぞれブームの上昇側及びアームの引き込
み側に同時に操作されるとき、アーム引き用パイロット
圧PiAとブーム上げ用パイロット圧PiBとの差圧△Pを
パラメータとして制御するようにし、前記アーム用操作
レバーの操作量が前記ブーム用操作レバーの操作量より
先行した状態時に、ブーム上げ圧力を昇圧せしめるよう
にしたことを特徴とする請求項1記載の油圧ショベル。 - 【請求項4】 前記ブーム用スプール弁,アーム用スプ
ール弁のそれぞれ中立位置を貫通して前記油圧ポンプと
作動油タンクを連通するバイパス通路の下流側のバイパ
ス流量でポンプ流量を制御するネガコン式油圧回路で
は、前記バイパス通路を絞ってブーム上昇圧力を上げる
作用に加え、ポンプ流量も合わせて増加するようにした
ことを特徴とする請求項1,2,及び3記載の油圧ショ
ベル。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28028096A JP3425844B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 油圧ショベル |
US08/941,035 US5996341A (en) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | Hydraulic control circuit in a hydraulic excavator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28028096A JP3425844B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 油圧ショベル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10102547A JPH10102547A (ja) | 1998-04-21 |
JP3425844B2 true JP3425844B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=17622794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28028096A Expired - Fee Related JP3425844B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 油圧ショベル |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5996341A (ja) |
JP (1) | JP3425844B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104040082A (zh) * | 2012-01-11 | 2014-09-10 | 神钢建机株式会社 | 液压控制装置及包括该液压控制装置的工程机械 |
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JP2002179387A (ja) | 2000-10-03 | 2002-06-26 | Komatsu Ltd | 作業用車両の速度制御装置とその速度制御方法 |
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US6612109B2 (en) * | 2001-12-20 | 2003-09-02 | Case Corporation | Hydraulic power boost system for a work vehicle |
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-
1996
- 1996-09-30 JP JP28028096A patent/JP3425844B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-30 US US08/941,035 patent/US5996341A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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JPH10102547A (ja) | 1998-04-21 |
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