JP3612256B2 - 作業機械の油圧回路 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧回路に関し、特に、油圧ショベルをべースにした深礎掘削用多段伸縮アームを有する作業機械に用いて好適の、作業機械の油圧回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は一般的な多段伸縮アームを装着した油圧ショベルを示す模式的な側面図であって、油圧ショベルは、下部走行体１，下部走行体１に回転自在に結合された上部旋回体２，上部旋回体２に揺動自在に取付けられたブーム３，ブーム３の先端に揺動自在に取付けられた伸縮機能を有する多段伸縮アーム（伸縮アーム）４，多段伸縮アーム４の先端に取付けられたクラムシェルバケット５等をそなえている。ブーム３と上部旋回体２との間にはブームシリンダ３ａが設けられ、ブームシリンダ３ａの伸縮動作に応じてブーム３が揺動駆動される。同様に、ブーム３と多段伸縮アーム４との間にはアームシリンダ４ａが設けられ、このアームシリンダ４ａの伸縮動作に応じて多段伸縮アーム４が揺動駆動される。なお、多段伸縮アーム４にはシリンダ１１〔図９参照〕が設けられ、多段伸縮アーム４を伸縮させることができる。また、クラムシェルバケット５は、その内部に設けられた油圧シリンダ５ａ〔図９参照〕を作動させることにより開閉可能に構成されている。
【０００３】
図９は上記油圧ショベルの油圧回路の概略構成を示す模式図である。なお、パイロット回路については省略する。図９において、６は原動機、７ａ，７ｂは原動機６によって駆動される油圧ポンプ（圧力源）、８は油圧ポンプ７ａ，７ｂからの圧油（作動油）を制御して後述の各アクチュエータに流量配分するコントロールバルブユニットである。９は上部旋回体２を駆動する旋回モータ、１０ａ，１０ｂは下部走行体１に設けられた図示しない走行装置を駆動する走行モータである。また、３ａはブームシリンダ、４ａはアームシリンダ、５ａはクラムシェルバケットを開閉するためのバケットシリンダ、１１は多段伸縮アーム４を伸縮させるテレスコシリンダ、１２はテレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂに設けられたスローリターン弁、１７はタンクである。このうち、バケットシリンダ５ａの図中上方の油圧室に作動油が供給されてバケットシリンダ５ａが図中下方に移動すると、クラムシェルバケット５が開くように構成されている。また、スローリターン弁１２の内部には絞り（オリフィス）が形成されており、多段伸縮アーム４の自重による急激な伸長が防止されるようになっている。
【０００４】
また、１３はコントロールバルブユニット８に内蔵されたテレスコシリンダ１１を伸縮させるためのテレスコ用制御バルブ、１４はバケットシリンダ５ａを作動させるためのバケット用制御バルブ、１５ａ，１５ｂはテレスコ用制御バルブ１３を制御するためのテレスコ用リモコンバルブ、１６ａ，１６ｂはバケット用制御バルブ１４を制御するためのバケット用リモコンバルブである。このうち、テレスコ用リモコンバルブ１５ａは、テレスコシリンダ１１を伸長させるためのリモコンバルブ（開操作器）であり、バケット用リモコンバルブ１６ａは、バケット５を開動作させるためのリモコンバルブ（開操作器）である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図９において、テレスコ用リモコンバルブ１５ａを操作するとコントロールバルブユニット８のテレスコ用制御バルブ１３は室Ｎから室Ｘに切り換わり、テレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに油圧ポンプ７ａ，７ｂから圧油が供給され、ロッド側室１１ｂの圧油はスローリターン弁１２及びテレスコ用制御バルブ１３の室Ｘを介してタンク１７に導かれる。この時、テレスシリンダ１１のロッド側室１１ｂには、多段伸縮アーム４およびクラムシェルバケット５の自重が作用するため高い圧力が生じるが、ヘッド側室１１ａには負荷が加わらないので低圧になる。したがって、多段伸縮アーム４を伸ばしながら、バケット用リモコンバルブ１６ａを操作してクラムシェルバケット５を開こうとした場合に、油圧ポンプ７ａ，７ｂの圧油の多くは作動圧が低いテレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに流れるため、クラムシェルバケット５の開く速度が遅くなり、作業性が低下するという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、伸縮アームの伸長時のクラムシェルバケットの作動速度の低下を防止して、操作性の向上を図るようにした、作業機械の油圧回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の作業機械の油圧回路は、伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえ、該伸縮アーム及び該クラムシェルバケットが共通の圧力源から供給される圧油により作動するように構成された作業機械の油圧回路において、該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧に基づいて、該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する減圧手段をそなえ、該減圧手段が、該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧を減圧して出力する第１の減圧手段と、該第１の減圧手段からの出力圧に基づいて該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する第２の減圧手段とをそなえていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の本発明の作業機械の油圧回路は、伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえ、該伸縮アーム及び該クラムシェルバケットが共通の圧力源から供給される圧油により作動するように構成された作業機械の油圧回路において、該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧に基づいて、該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する減圧手段をそなえ、該減圧手段が、該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧を検出する操作圧検出手段と、該操作圧検出手段からの検出情報に基づいて該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する第３の減圧手段とをそなえていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の本発明の作業機械の油圧回路は、伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえた作業機械の油圧回路において、該伸縮アームの作動シリンダと該クラムシェルバケットの開動側の出力圧供給路との間に配設され、該伸縮アームの伸び側駆動時における該作動シリンダからの戻り圧油を該出力圧供給路に供給可能に構成された再生バルブと、該伸縮アームを伸び側に駆動する際の操作圧に応じて切り換わり、該クラムシェルバケットを開動させる開操作圧を該再生バルブの駆動操作圧として該再生バルブに供給することで該再生バルブの作動状態を切り換える切換バルブとをそなえたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の本発明の作業機械の油圧回路は、伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえた作業機械の油圧回路において、該伸縮アームの作動シリンダと該クラムシェルバケットの開動側の出力圧供給路との間に配設され、該伸縮アームの伸び側駆動時における該作動シリンダからの戻り圧油を該出力圧供給路に供給可能に構成された再生バルブをそなえ、該伸縮アームを伸び側に駆動する際の操作圧に基づいて、該再生バルブの作動状態が制御されるように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
（Ａ）第１実施形態の説明
まず、本発明の第１実施形態にかかる作業機械の油圧回路について説明すると、図１はその油圧回路の概略構成を示す模式図である。
【００１３】
本第１実施形態の油圧回路において、基本的な機器の構成は図９に示す従来の油圧回路と同様であり、図９を用いて説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
この第１実施形態の油圧回路では、図１に示すように、従来の構成に対してさらに、バケット用リモコンバルブ（開操作器）１６ａからのパイロット圧（操作圧）を減圧するための減圧弁（第１の減圧手段）２０と、テレスコシリンダ１１の伸び側のパイロット回路に設けられた外部パイロット式減圧弁（第２の減圧手段）２１とをそなえている。
【００１４】
外部パイロット式減圧弁２１は、減圧弁２０の出力圧に応じてその設定圧が制御されるものであり、減圧弁２０の出力圧が最小圧の時（例えば、バケット用リモコンバルブ１６ａの非操作時）は、テレスコ用リモコンバルブ１５ａの出力圧が減圧されず高い圧に設定されるようになっている。また、バケット用リモコンバルブ１６ａが操作されて減圧弁２０の出力圧が高くなると、その圧力に応じて外部パイロット式減圧弁２１の作動が制御されて、リモコンバルブ１５ａのパイロット圧が減圧されるようになっている。そして、減圧弁２０の出力圧が所定値以上となると、テレスコ用制御バルブ１３へのパイロット圧が規定圧以上にならないようになっている。
【００１５】
本発明の第１実施形態にかかる作業機械の油圧回路は上述のように構成されているので、その作用を説明すると以下のようになる。なお、以下では、テレスコシリンダ１１の単独操作の場合とテレスコシリンダ１１とバケットシリンダ５ａとの連動操作との場合に分けて説明する。
（１）テレスコシリンダ単独操作
図１において、テレスコ用リモコンバルブ１５ａを操作すると、そのパイロット圧（操作圧）は配管Ｌ１及び外部パイロット式減圧弁２１を介してテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａに導かれ、テレスコ用制御バルブ１３は室Ｎから室Ｘに切り換えられて、油圧ポンプ（圧力源）７ａ，７ｂの圧油はテレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに供給される。一方、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの圧油は、スローリターン弁１２及びテレスコ用制御バルブ１３の室Ｘを介してタンク１７に導かれ、テレスコシリンダ１１が伸長する。
【００１６】
この時、バケット用リモコンバルブ１６ａを操作していなければ、減圧弁２０の出力圧は最小圧になり、外部パイロット式減圧弁２１は最高圧に設定される。したがって、テレスコ用リモコンバルブ１５ａのパイロット圧は減圧されることなくテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａに導かれ、同バルブ１３を全開させるので、油圧ポンプ７ａ，７ｂの全流量がテレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに供給され、テレスコシリンダ１１を最大速度で伸ばすことができる。
（２）テレスコシリンダとバケットシリンダとの連動操作
図１に示すように、多段伸縮アーム（伸縮アーム）４用のテレスコシリンダ１１とクラムシェルバケット５用のシリンダ５ａとの油圧回路は並列になっており、テレスコシリンダ１１の伸長側への操作と同時にバケットシリンダ５ａを操作すると、圧力が低いテレスコシリンダ１１のみに圧油が流入しようとするが、本実施形態では、以下のような作用がある。
【００１７】
つまり、テレスコ用リモコンバルブ１５ａの操作時にバケット用リモコンバルブ１６ａを操作すると、配管Ｌ２を介してバケット用制御バルブ１４のパイロットポート１４ａにパイロット圧が導かれ、バケット用制御バルブ１４が室Ｎから室Ｘに切換えられるとともに、前記パイロット圧は減圧弁２０に導かれる。一方減圧弁２０では、バケット用リモコンバルブ１６ａのパイロット圧が減圧され規定圧内に規制されて外部パイロット式減圧弁２１のパイロットポート２１ａに出力されるので、バケット用リモコンバルブ１６ａの操作量の増加にともない、外部パイロット式減圧弁２１の設定圧は最高圧から規定圧まで低下する。
【００１８】
したがって、バケット用リモコンバルブ１６ａの操作にともない、テレスコ用リモコンバルブ１５ａのパイロット圧は外部パイロット式減圧弁２１で減圧され、テレスコ用制御バルブ１３のパイロット圧が規定圧以上に上がらないように制御される。その結果、テレスコ用制御バルブ１３のストロークは、減圧されたパイロット圧による所定のストロークに制限され、油圧ポンプ７ａ，７ｂからテレスコシリンダ１１に繋がるテレスコ用制御バルブ１３の開口面積が絞られポンプ圧が上昇し、テレスコシリンダ１１の伸長速度が低下するとともに、バケット用制御バルブ１４からバケットシリンダ５ａへの供給流量が増加し、クラムシェルバケット５の開く速度を高めることができる。
【００１９】
以上の作用により、多段伸縮アーム４を伸ばしながらクラムシェルバケット５を開く操作をした時に、テレスコシリンダ１１への圧油供給を制限して、クラムシェルバケット５に圧油を供給できるので、クラムシェルバケット５を速やかに開くことができ、従来技術で説明したクラムシェルバケット５の開く速度が遅いという課題を解決できるとともに、操作性の向上を図ることができる。また、従来の構成に対して、２つの減圧弁２０，２１を追加するだけでよいので、比較的安価で且つ容易に本装置を提供することができる利点がある。
（Ｂ）第２実施形態の説明
次に、本発明の第２実施形態にかかる作業機械の油圧回路について説明すると、図２はその油圧回路の概略構成を示す模式図、図３はその制御手段の構成を示す模式的なブロック図である。
【００２０】
本第２実施形態においても、その基本的な構成は図９に示す従来の油圧回路と同様であり、図２に示すように、従来の構成に対して、バケット用リモコンバルブ（開操作器）１６ａの出力ポートに設けられた圧力検出器（操作圧検出手段）２２と、テレスコ用リモコンバルブ１５ａとテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａとの間に設けられた電磁比例減圧弁（第３の減圧手段）２３と、圧力検出器２２の信号に基づき電磁比例減圧弁２３への駆動信号を出力する制御器（制御手段）２４とをさらにそなえている。なお、すでに図９を用いて説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
また、図３に示すように、制御器２４内には、圧力検出器２２の信号に基づいて電磁比例減圧弁２３の設定圧を出力する圧力設定器２５及び圧力設定器２５から出力される設定圧信号に基づいて電磁比例減圧弁２３の駆動電流を出力する電磁弁駆動器２６が設けられている。
ここで、圧力設定器２５の特性について簡単に説明すると、この圧力設定器２５では、基本的には、バケット用リモコンバルブ１６ａのパイロット圧（操作圧）が低い時には電磁比例減圧弁２３の設定圧を高めるように設定されている。
【００２２】
図３は、この圧力設定器２５の特性の一例を示しており、パイロット圧がある範囲内に有る場合には、リモコンバルブ１６ａのパイロット圧の増大に応じて線形に電磁比例減圧弁２３の設定圧を低下させるようになっている。また、パイロット圧が上記の範囲以下では、設定圧は最大値に固定されるようになっており、また、パイロット圧が上記の範囲以上の時には、設定圧は最低値に固定されるようになっている。
【００２３】
本発明の第２実施形態にかかる作業機械の油圧回路は、上述のように構成されているので、その作用をテレスコシリンダ１１の単独操作の場合とテレスコシリンダ１１とバケットシリンダ５ａとの連動操作との場合に分けて説明すると以下のようになる。
（１）テレスコシリンダ単独操作
まず、バケット用リモコンバルブ１６ａが非操作状態において、テレスコ用リモコンバルブ１５ａを操作すると、同リモコンバルブ１５ａのパイロット圧は電磁比例減圧弁２３に導かれる。
【００２４】
このとき、圧力検出器２２で検出されるリモコンバルブ１６ａのパイロット圧は最低値となっているため、圧力設定器２５では、バケット用リモコンバルブ１６ａのパイロット圧が最高圧になるように信号を出力し、電磁弁駆動器２６を介して電磁比例減圧弁２３が駆動される。このため、テレスコ用リモコンハルブ１５ａのパイロット圧は、例えば減圧されずそのまま出力されテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａに導かれる。この結果、油圧ポンプ７ａ，７ｂの全流量がテレスコ用制御バルブ１３を介してテレスコシリンダ１１に供給され、テレスコシリンダ１１を最大速度で伸長させることができる。
（２）テレスコシリンダとバケットシリンダとの連動操作
バケット用リモコンバルブ１６ａが操作されると、圧力検出器２２によりそのパイロット圧が検出され、圧力設定器２５で電磁比例減圧弁２３に対する制御信号が設定される。そして、リモコンバルブ１６ａが全開操作されると、そのパイロット圧の増大に応じて電磁比例減圧弁２３の出力が最高圧から規定圧まで徐々に低下する。したがって、テレスコ用リモコンバルブ１５ａのパイロット圧は電磁比例減圧弁２３により規定圧に制限され、この減圧されたパイロット圧がテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａに出力される。
【００２５】
この結果、テレスコ用制御バルブ１３のストロークは減圧されたパイロット圧に応じた所定ストロークに制限されるので、油圧ポンプ７ａ，７ｂからテレスコシリンダに繋がるテレスコ用制御バルブ１３の開口面積が絞られ、ポンプ圧が上昇する。したがって、バケット用制御バルブ１４からバケットシリンダ５ａへの作動油供給流量が増加し、クラムシェルバケット５の開く速度を高めることができる。
【００２６】
以上の作用により、上記第１実施形態と同様に、多段伸縮アーム４を伸ばしながらクラムシェルバケット５を開く操作をした時に、クラムシェルバケット５を速やかに開くことができ、従来技術で説明したクラムシェルバケット５の開く速度が遅いという課題を解決でき、操作性の向上を図ることができる。また、従来の油圧回路に対して、油圧機器としては減圧弁２３を追加するだけでよいので、比較的安価で且つ容易に本装置を提供することができる利点がある。
【００２７】
なお、制御器２４の圧力設定器２５の特性を図示しないメモリに複数ストアしておき、作業状況や装着されたクラムシェルバケット等に応じて圧力設定器２５の特性を適宜変更するように構成してもよい。これにより、圧力検出器２２の信号に基づいて制御器２４で電磁比例減圧弁２３の信号を自由に設定できるので、異なる重量のバケット５を装着した場合や異なるテレスコシリンダ１１を装着した場合に、第１実施形態のものよりも速度調整が容易となり、運転調整が簡単になるという利点もある。
（Ｃ）第３実施形態の説明
次に、本発明の第３実施形態にかかる作業機械の油圧回路について説明すると、図４はその油圧回路の概略構成を示す模式図、図５及び図６はいずれもその制御特性を説明するための図である。
【００２８】
また、本第３実施形態の油圧回路についても、その基本的な構成は図９に示す従来の油圧回路と同様であり、図９を用いて説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
この第３実施形態では、図４に示すように、従来の構成に対して、テレスコシリンダ（作動シリンダ）１１のロッド側室１１ｂの圧油をバケット用制御バルブ１４とポンプ７ｂとの間の出力圧供給路ｓに導くための再生バルブ３０と、この再生バルブ３０とバケット制御バルブ１４との間に設けられた合流用チェック弁３１と、テレスコ用リモコンバルブ１５ａのパイロット圧（操作圧）により切り換え制御される切換バルブ３２とをさらにそなえて構成されている。
【００２９】
切換バルブ３２の入力ポートｐには、バケット用リモコンバルブ１６ａのパイロット圧が導かれ、出力ポートｄは再生バルブ３０のパイロットポート３０ａに接続されている。また、切換バルブ３２は、テレスコシリンダ１１を伸び側に駆動する際のパイロット圧に基づいてその作動状態が制御されるようになっており、再生バルブ３０は、切換バルブ３２の作動状態に応じてその作動状態が制御されるようになっている。そして、この再生バルブ３０の作動状態に応じて、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの作動油（戻り圧油）が出力圧供給路ｓに供給されるようになっている。
【００３０】
本発明の第３実施形態にかかる作業機械の油圧回路は、上述のように構成されているので、その作用をテレスコシリンダ１１の単独操作の場合とテレスコシリンダ１１とバケットシリンダ５ａとの連動操作との場合に分けて説明すると以下のようになる。
（１）テレスコシリンダの単独操作
テレスコ用リモコンバルブ１５ａを操作すると、そのパイロット圧は配管Ｌ１を介してテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａに導かれ、テレスコ用制御バルブ１３が室Ｎから室Ｘに切り換えられるとともに、このパイロット圧は切換バルブ３２のパイロットポート３２ａにも供給されて、切換バルブ３２が室Ｃから室Ａに切り換えられる。これにより、バケット用リモコンバルブ１６ａのパイロット圧の配管Ｌ２と再生バルブ３０のパイロットポート３０ａとが切換バルブ３２を介して接続される。
【００３１】
上記の状態で、バケット用リモコンバルブ１６ａを操作していない場合は、切換バルブ３０のパイロットポート３０ａに圧力が立たないので、再生バルブ３０は図４に示す状態に保持される。したがって、油圧ポンプ７ａ，７ｂの圧油がテレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに供給されると、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの圧油は、スローリターン弁１２及びテレスコ用制御バルブ１３の室Ｘを介してタンク１７に導かれ、テレスコシリンダ１１が伸長する。
（２）テレスコシリンダとバケットシリンダとの連動操作
上記の状態から、バケット用リモコンバルブ１６ａを操作すると、リモコンバルブ１６ａのパイロット圧は、配管Ｌ２及び切換バルブ３２の室Ａを介して、再生バルブ３０のパイロットポート３０ａに導かれ、再生バルブ３０が室Ｃから室Ａに切り換えられる。
【００３２】
これにより、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂとバケット制御バルブ１４とが接続された状態となる。一方、上記ロッド側室１１ｂは、多段伸縮アーム４およびクラムシェルバケット５の自重により高い圧力が発生するので、その圧油（戻り圧油）の一部が再生バルブ３０，合流チェック弁３１及び出力圧供給路ｓを介してバケット制御バルブ１４に供給される。
【００３３】
したがって、テレスコ用リモコンバルブ１５ａとバケット用リモコンバルブ１６ａとが連動操作した時のみ、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの圧油がバケットシリンダ５ａに供給されることになり、これによりクラムシェルバケット５の開く速度を速くすることができるのである。
なお、テレスコシリンダ１１が低速で作動している時にバケット用リモコンバルブ１６ａを操作すると、再生バルブ３０が連通状態となることによりテレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの圧油の排出流量が急激に増えて、ロッド側室１１ｂの圧力が低下し、テレスコシリンダ１１の速度が急激に上昇するようなことも考えられる。そこで、本第３実施形態では、上述のような事態を回避すべく、切換バルブ３２のポートｐからポートｄまでの間の開口特性が例えば図５に示すように設定されている。
【００３４】
すなわち、テレスコ用リモコンバルブ１５ａのパイロット圧が低い時には、ポートｐとポートｄとの間を完全に遮断する領域（不感帯）が設けられ、パイロット圧が上昇すると、このパイロット圧の増加に応じて緩やかに開口面積が増加するように設定されている。
なお、図５では、パイロット圧の増加に応じて２次曲線的に開口面積が増加するような特性を示しているが、この切換バルブ３２の特性は、図５に示すものに限定されるものではなく、少なくともパイロット圧が所定値以上になるとこのパイロット圧の増加に応じて、開口面積が徐々に増加するような特性であれば、他の特性であってもよい。
【００３５】
また、上記と同様の理由から、再生バルブ３０についても例えば図６に示すような特性に設定されている。すなわち、バケット用リモコンバルブ１６ａのパイロット圧（パイロットポート３０ａに作用するパイロット圧）が増加すると、これにともなって緩やかに再生バルブ３０の開口面積が徐々に増加する特性に設定されているのである。なお、再生バルブ３０の特性についても、図６に示すものに限定されるものではなく、図５で説明したように、種々の変形が可能である。さらに、図６に示す例では、パイロット圧が微小な範囲では再生バルブ３０の開口面積が０の領域（不感帯）が設けられているが、このような不感帯は他の設計事項の調整によっては設けなくてもよい。
【００３６】
そして、上述のように、切換バルブ３２及び再生バルブ３０の特性を適宜設定することにより、バケットシリンダ５ａおよびテレスコシリンダ１１の速度変化を滑らかにすることができるのである。
以上の作用により、多段伸縮アーム４の伸び操作とクラムシェルバケット５の開く操作を連動した時には、テレスコシリンダ１１の圧油がバケットシリンダ５ａに供給されるので、テレスコシりシダ１１の伸び速度を低下させることなく、クラムシェルバケット５の開く速度を高めることができ、従来技術で説明したようなクラムシェルバケット５の開く速度が遅いという課題を解消でき、操作性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、テレスコシリンダ１１の圧油をバケットシリンダ５ａに供給するので、上述した第１及び第２実施形態のようにテレスコ用制御バルブ１３のパイロット圧を制限して同バルブ１３を絞る必要がないため、ポンプ圧を必要以上に上昇させる必要がなく、省エネ化を図ることができ作業効率を上げることができるという利点も有している。
（Ｄ）第４実施形態の説明
次に、本発明の第４実施形態にかかる作業機械の油圧回路について説明すると、図７はその油圧回路の概略構成を示す模式図である。また、本第４実施形態の油圧回路についても、その基本的な構成は図９に示す従来の油圧回路と同様であり、図９を用いて説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
この第４実施形態では、従来の構成に対して、図７に示すように、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの圧油を油圧ポンプ７ｂの吐出側に合流させるための再生バルブ３５と、再生バルブ３５と油圧ポンプ７ｂの吐出ポートとの間に設けられた合流用チェック弁３６とをさらにそなえて構成されている。なお、図示するように、油圧ポンプ７ｂの下流側は、クラムシェルバケット５の出力圧供給路ｓに接続されているので、再生バルブ３５は、多段伸縮アーム４のシリンダ１１と、クラムシェルバケット５の出力圧供給路ｓとの間に設けられているとも言える。再生バルブ３５は、通常はロッド側室１１ｂと油圧ポンプ７ｂの吐出側とを遮断し、パイロット圧が供給されるとこれらを連通するような切換弁であって、その連通路には絞り（オリフィス）が形成されている。
【００３９】
また、図示するように、再生バルブ３５のパイロットポート３５ａには、テレスコ用リモコンバルブ１５ａのパイロット圧供給配管Ｌ１が接続されている。
本発明の第４実施形態にかかる作業機械の油圧回路は、上述のように構成されているので、その作用をテレスコシリンダ１１の単独操作の場合とテレスコシリンダ１１とバケットシリンダ５ａとの連動操作との場合に分けて説明すると以下のようになる。
（１）テレスコシリンダ単独操作
テレスコ用リモコンバルブ１５ａを操作すると、そのパイロット圧は配管Ｌ１を介してテレスコ用制御バルブ１３のパイロットポート１３ａに供給され、テレスコ用制御バルブ１３が室Ｎから室Ｘに切り換えられるとともに、このパイロット圧は再生バルブ３５のパイロットポート３５ａにも導かれ、再生バルブ３５が室Ｃから室Ａに切り換えられる。これにより、テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂと油圧ポンプ７ｂの吐出側とが再生バルブ３５を介して接続される。
【００４０】
また、油圧ポンプ７ａ，７ｂからの圧油はテレスコ用制御バルブ１３を介してテレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに供給され、一方テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂの圧油の一部は、スローリターン弁１２及びテレスコ用制御バルブ１３の室Ｘを介してタンク１７に導かれ、残りの圧油は再生バルブ３５及び合流チェック弁３６を介して油圧ポンプ７ｂの吐出圧油と合流して、コントロールバルブユニット８内に供給される。したがって、テレスコシリンダ１１のヘッド側室１１ａに供給される圧油が従来の油圧回路よりも増大するので、従来よりも速い速度でテレスコシリンダ１１を伸長させることができる。
（２）テレスコシリンダとバケットシリンダとの連動操作
上記の状態から、バケット用リモコンバルブ１６ａを操作すると、同リモコンバルブ１６ａのパイロット圧はバケット用制御バルブ１４のパイロットポート１４ａに導かれ、室Ｎから室Ｘに切り換えられる。テレスコシリンダ１１のロッド側室１１ｂには、多段伸縮アーム４およびクラムシェルバケット５の自重により高圧が発生するので、その圧油の一部が再生バルブ３５及び合流チェック弁３６を介して油圧ポンプ７ｂの吐出側に供給され、ポンプ圧は比較的高くなる。
【００４１】
したがって、バケット制御バルブ１４の室Ｘを介してバケットシリンダ５ａに油圧ポンプ７ａ，７ｂの吐出圧よりも高圧の圧油が供給されるので、クラムシェルバケット５を速やかに開くことができるのである。
以上の作用により、テレスコシリンダ１１の圧油の一部をポンプ吐出側に供給するので、テレスコシリンダ１１の単独操作時には供給流量が増加し、上記の各実施形態の油圧回路に比較して、テレスコシリンダ１１の伸び速度を高めることができる。また、第１及び第２実施形態では、多段伸縮アーム４の伸び操作とクラムシェルバケット５の開き操作とを連動した時にテレスコシリンダ１１の速度が低下するが、本実施形態では、テレスコシリンダ１１の圧油をポンプ７ｂの吐出側に供給するので、テレスコシリンダ１１の伸び速度を確保でき、かつクラムシェルバケット５の開閉速度を高めることができる。したがって、作業速度を高めることができるとともに、かつクラムシェルバケット５の開く速度が遅いという課題を解消でき、操作性及び作業効率の向上を図ることができるという利点がある。
（Ｅ）その他
本発明の作業機械の油圧回路は、上述の実施形態のものに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、油圧回路の細部の構成や制御特性は、設計条件の変更や機種の仕様等に応じて適宜変更することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の作業機械の油圧回路によれば、クラムシェルバケットを開動させるための操作圧に基づいて、伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する減圧手段をそなえるという構成により、伸縮アームを伸ばしながらクラムシェルバケットを開く操作をした時に、伸縮アームを伸び側に駆動するための圧油供給が制限されて、この分だけクラムシェルバケットに対する圧油の供給量を増大させることができる。したがって、クラムシェルバケットを速やかに開くことができ、クラムシェルバケットの開く速度が遅いという課題を解決できるとともに、操作性の向上を図ることができるという利点がある。
【００４３】
さらに、クラムシェルバケットを開動させるための開操作器の操作圧を減圧して出力する第１の減圧手段と、第１の減圧手段からの出力圧に基づいて伸縮アームを伸び側に駆動するための作動油圧を減圧する第２の減圧手段とをそなえるという構成により、安価で且つ容易に本装置を提供することができる利点がある。
【００４４】
また、請求項２記載の本発明の作業機械の油圧回路によれば、伸縮アームを伸ばしながらクラムシェルバケットを開く操作をした時に、伸縮アームを伸び側に駆動するための圧油供給が制限されて、この分だけクラムシェルバケットに対する圧油の供給量を増大させることができる。したがって、クラムシェルバケットを速やかに開くことができ、クラムシェルバケットの開く速度が遅いという課題を解決できるとともに、操作性の向上を図ることができるという利点がある。
また、クラムシェルバケットを開動させるための開操作器の操作圧を検出する操作圧検出手段と、操作圧検出手段からの検出情報に基づいて伸縮アームを伸び側に駆動するための作動油圧を減圧する第３減圧手段とをそなえるという構成により、従来の油圧回路に対して、油圧機器としては１つの減圧手段を追加するだけでよいので、安価で且つ容易に本装置を提供することができる利点がある。
【００４５】
また、請求項３記載の本発明の作業機械の油圧回路によれば、該伸縮アームの作動シリンダと該クラムシェルバケットの開動側の出力圧供給路との間に配設され、該伸縮アームの伸び側駆動時における該作動シリンダからの戻り圧油を該出力圧供給路に供給可能に構成された再生バルブと、該伸縮アームの伸び操作圧に応じて切り換わり、該クラムシェルバケットを開動させる開操作圧を該再生バルブの駆動操作圧として該再生バルブに供給することで該再生バルブの作動状態を切り換える切換バルブとをそなえるという構成により、伸縮アームの伸び操作とクラムシェルバケットの開操作とを連動させた時に、伸縮アームの伸び速度を低下させることなく、クラムシェルバケットの開く速度を高めることができるという利点がある。したがって、クラムシェルバケットの開く速度が遅いという課題を解決できるとともに、操作性の向上を図ることができる。
【００４６】
また、請求項４記載の本発明の作業機械の油圧回路によれば、該伸縮アームの作動シリンダと該クラムシェルバケットの開動側の出力圧供給路との間に配設され、該伸縮アームの伸び側駆動時における該作動シリンダからの戻り圧油を該出力圧供給路に供給可能に構成された再生バルブをそなえ、該伸縮アームを伸び側に駆動する際の操作圧に基づいて、該再生バルブの作動状態が制御されるという構成により、伸縮アームの伸び操作とクラムシェルバケットの開操作とを連動させた時に、伸縮アームの伸び速度を低下させることなく、クラムシェルバケットの開く速度を高めることができるという利点がある。したがって、クラムシェルバケットの開く速度が遅いという課題を解決できるとともに、操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる作業機械の油圧回路の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる作業機械の油圧回路の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる作業機械の油圧回路における制御手段の構成を示す模式的なブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる作業機械の油圧回路の概略構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる作業機械の油圧回路の制御特性を説明するための図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる作業機械の油圧回路の制御特性を説明するための図である。
【図７】本発明の第４実施形態にかかる作業機械の油圧回路の概略構成を示す模式図である。
【図８】一般的な多段伸縮アームを装着した油圧ショベルを示す模式的な側面図である。
【図９】一般的な多段伸縮アームを装着した油圧ショベルの油圧回路の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 下部走行体
２ 上部旋回体
３ ブーム
３ａ ブームシリンダ
４ 多段伸縮アーム（伸縮アーム）
４ａ アームシリンダ
５ クラムシェルバケット
５ａ 油圧シリンダ
６ 原動機
７ａ，７ｂ 油圧ポンプ（圧力源）
８ コントロールバルブユニット
９ 旋回モータ
１０ａ，１０ｂ 走行モータ
１１ テレスコシリンダ（作動シリンダ）
１２ スローリターン弁、
１３ テレスコ用制御バルブ
１４ バケット用制御バルブ
１５ａ，１５ｂ テレスコ用リモコンバルブ
１６ａ バケット用リモコンバルブ（開操作器）
１７ タンク
２０ 減圧弁（第１の減圧手段）
２１ 外部パイロット式減圧弁（第２の減圧手段）
２２ 圧力検出器（操作圧検出手段）
２３ 電磁比例減圧弁（減圧手段）
３５ 再生バルブ
３２ 切換バルブ
ｓ 出力圧供給路

Claims (4)

  1. 伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえ、該伸縮アーム及び該クラムシェルバケットが共通の圧力源から供給される圧油により作動するように構成された作業機械の油圧回路において、
    該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧に基づいて、該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する減圧手段をそなえ、
    該減圧手段が、
    該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧を減圧して出力する第１の減圧手段と、
    該第１の減圧手段からの出力圧に基づいて該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する第２の減圧手段とをそなえている
    ことを特徴とする、作業機械の油圧回路。
  2. 伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえ、該伸縮アーム及び該クラムシェルバケットが共通の圧力源から供給される圧油により作動するように構成された作業機械の油圧回路において、
    該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧に基づいて、該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する減圧手段をそなえ、
    該減圧手段が、
    該クラムシェルバケットを開動させるための操作圧を検出する操作圧検出手段と、
    該操作圧検出手段からの検出情報に基づいて該伸縮アームを伸び側に駆動するための操作圧を減圧する第３の減圧手段とをそなえている
    ことを特徴とする、作業機械の油圧回路。
  3. 伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえた作業機械の油圧回路において、
    該伸縮アームの作動シリンダと該クラムシェルバケットの開動側の出力圧供給路との間に配設され、該伸縮アームの伸び側駆動時における該作動シリンダからの戻り圧油を該出力圧供給路に供給可能に構成された再生バルブと、
    該伸縮アームを伸び側に駆動する際の操作圧に応じて切り換わり、該クラムシェルバケットを開動させる開操作圧を該再生バルブの駆動操作圧として該再生バルブに供給することで該再生バルブの作動状態を切り換える切換バルブとをそなえたことを特徴とする、作業機械の油圧回路。
  4. 伸縮アームと、該伸縮アームの先端に装着されたクラムシェルバケットとをそなえた作業機械の油圧回路において、
    該伸縮アームの作動シリンダと該クラムシェルバケットの開動側の出力圧供給路との間に配設され、該伸縮アームの伸び側駆動時における該作動シリンダからの戻り圧油を該出力圧供給路に供給可能に構成された再生バルブをそなえ、
    該伸縮アームを伸び側に駆動する際の操作圧に基づいて、該再生バルブの作動状態が制御されるように構成されている
    ことを特徴とする、作業機械の油圧回路。
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