JP3734189B2 - ２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複数の腕を有するショベル機械に関し、特に２ピースブームを持つショベル機械において、ブームシリンダがストロークエンドに達する際に発生するショックを低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、作業機として、２つのブーム（第１ブーム，第２ブーム）、アームおよびバケットを備えており、モノブーム型のパワーショベルに比べ、
・自走、輸送、駐車時に作業機（第１及び第２ブーム）をコンパクトに折たたむことができる、
・車体の重心が低くなって走行時の安定性が増す、
・走行中の前方の視界性がよくなる
等の利点を有している。
【０００３】
通常の一般的な２ピースブーム型のパワーショベルでは、第１ブーム（車体に連結されている側のブーム）を駆動する第１ブームシリンダは車体フレームと第１ブームに接続され、また第２ブーム（第１ブームとアームに連結されているブーム）を駆動する第２ブームシリンダは第１ブームと第２ブームに接続されている。すなわち、一般的な２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、各シリンダは隣合った２つの作業機を接続しており、このため１つのシリンダを駆動すると該シリンダに対応する１つの作業機が回転運動される。
【０００４】
このような一般的なリンク構造を有する２ピースブーム型パワーショベルに対し、本出願人は特開平６−１３６７７９号公報において、全く新しい作業機リンク構造を有するパワーショベルに関する技術を提案している。
【０００５】
図９および図１０はその新しいリンク構造を有するパワーショベルを示すもので、図９はブームが最大起伏姿勢をとったときの作業姿勢を示し、図１０は格納姿勢を示している。
【０００６】
これら図９及び図１０において、１は第１ブーム、２は第１ブームシリンダ、３は第２ブーム、４は第２ブームシリンダ、５はアーム、６はアームシリンダ、７はバケット、８はバケットシリンダ、９は車体である。
【０００７】
すなわち、このリンク構造によれば、第１ブームシリンダ２を車体９と第２ブーム３に連結し、第２ブームシリンダ４を第２ブーム３と第１ブーム１に連結するようにしており、第２ブーム３は第１ブームシリンダ２および第２ブームシリンダ４によって駆動される。
【０００８】
このように第１ブームシリンダ２を車体９と第２ブーム３に連結するようにしたのは、
(1)第１ブーム１の回動支点ａの回りのブーム全体としてのモーメントを考えた場合、第１ブームシリンダ２を第２ブーム３に連結したほうが第１ブーム１に連結するより第１ブームシリンダ２の作用点ｃまでの距離を長く取ることができ、この結果、同一ブーム角を回動するに要する力が少なくて済むため、同一油圧源を使用する場合に、第１ブームシリンダ２のシリンダ径を小さくする事ができ、コスト的に有利である
(2)第１ブームシリンダ２を第１ブーム１に連結した場合、回動可能なブーム角範囲が狭くなる
ことなどを原因としている。
【０００９】
ここで、かかる図９などに示す２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、図１１に示すように、第１ブームシリンダ２は、格納姿勢時の第１ブーム１との干渉を避けるためにその台座側支点ｂは第１ブーム１の回動支点ａよりも前方に配置する必要があり、またその作用点ｃはシリンダ力を有効に作用させるために第１ブーム１および第２ブーム３の連結点ｄよりも前方に配置する必要がある（例えば、第２ブームを図１１のように水平にした場合は、第２ブーム３上でｃ点はｄ点より前に設置する必要がある）。なお、図１１に破線で示した第１ブームシリンダ２は、台座側支点ｂを第１ブーム１の回動支点ａに近づけて配置した例であり、このような場合は格納姿勢時に、第１ブームシリンダ２が第１ブーム１に干渉してしまう。
【００１０】
このように、図９などに示した２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、第１ブームシリンダ２は、前記干渉などの問題からその配置位置に制限を受けるために、通常のモノブーム型のものに比べ、充分に長いシリンダ長を確保することができない。
【００１１】
ところで、上記図９に示す２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、各作業機のストロークエンドでのショックを緩和するために、各作業機シリンダには例えば図１２に示すような機械的ショック低減装置１０を設けることが考えられる。
【００１２】
しかし、この図１２に示す機械的ショック低減装置１０においては、作業機シリンダ内に絞り機構１１を設けるようにしているので、この絞り機構分シリンダ長が短くなるという欠点を持っている。
【００１３】
すなわち、上述したようにモノブーム型に比べ充分なシリンダ長を確保できない第１ブームシリンダ２に対して、シリンダ長を短くする要因となる機械的ショック低減装置１０を設けることは、そのブーム回動可能範囲を狭くすることになってしまう。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ストロークエンドのショック低減装置には、上記機械式の他に電子式のものがある。この電子式のショック低減装置は、ショック低減を行う作業機シリンダのストローク長を計測し、この計測値がストロークエンド近傍に近づいた場合に、ストロークエンド方向にシリンダを動作させる圧油流量に制限を加えて、シリンダ速度を低減させるものである。
【００１５】
ここで、シリンダ長を計測する手法としては、ストロークセンサを作業機シリンダに設け、シリンダ長を直接計測する手法と、シリンダによって動作される作業機の角度を角度検出器によって計測し間接的にシリンダ長を計測する手法があるが、前者はシリンダ部に直動タイプのポテンショメータやエンコーダ等を配設する必要があるので、後者に比べ大幅にコスト高となってしまう。このため、コスト的な面を考えた場合、角度検出器によって作業機角度を計測する後者の手法が有用である。
【００１６】
しかしながら、上記図９〜図１１に示した２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、特殊なリンク構造をしているために、第１ブームシリンダ２のストロークエンド時の第１ブーム角度を一義的に決定することができない。
【００１７】
すなわち、図１３は、第１ブームシリンダ２をストロークエンドに固定した状態で、第２ブームシリンダ４を最短にした第１状態（実線で示す）と、第１ブームシリンダ２の軸心ｕが第１ブーム１の回動支点ａに交わる第２状態（破線で示す）との２つの状態を示すものであるが、第１ブームシリンダ２がストロークエンドになったときの第１ブーム１の角度（姿勢）は、第２ブームシリンダ４の伸縮状態に対応して、角度Θの位置から角度Θ´の位置までの範囲内で変化することになる。
【００１８】
このため、上記図９〜図１１に示した２ピースブーム型のパワーショベルには、角度検出器を第１ブーム１の回動支点ａに取り付け、この角度検出器を用いて第１ブーム角度を検出し、この検出値に基づいて上記電子式のショック低減装置を働かせて第１ブームシリンダ２のショックを低減する従来の一般的な電子式ショック低減装置による手法を用いることはできず、これを解決する有望な方法が要望されていた。
【００１９】
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、２ピースブーム型の建設機械において、安価なコストで、第１ブームシリンダのストロークエンド時のショックを確実に低減する２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明では、車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有し、前記第１ブームシリンダを最長状態にしかつ第２ブームシリンダを最短状態にしたときに第１及び第２ブームが最大起伏状態となり、格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第２ブームシリンダを格納時の最長状態から作業時の最短状態に伸縮し、作業の際は該第２ブームシリンダを最短状態で固定するように操作される２ピースブーム型建設機械において、前記第１ブームの角度を検出する角度検出手段と、前記第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角とし、このストロークエンド角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が予め設定記憶されている制限流量設定手段と、前記制限流量設定手段の記憶データに従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段とを具えるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
かかる発明によれば、前記第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角として設定し、このストロークエンド角に近づくに伴ってブーム上げ方向への圧油流量を減少させるようにするようにしている。
【００２２】
またこの発明では、車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有する２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する第１ブーム角検出手段と、前記第２ブームの角度を検出する第２ブーム角検出手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる第１ブーム角度と前記第２のブーム角度との関係を予め記憶しているストロークエンド角設定手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる複数の第１ブーム角を基準角とし、これら複数の基準角毎に、当該基準角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係がそれぞれ予め設定記憶されている制限流量設定手段と、 前記第２ブーム角検出手段の検出値を前記ストロークエンド角設定手段の設定関係に代入して、この検出値に対応するストロークエンドになる第１ブーム角を演算し、該演算された第１ブーム角に対応する前記制限流量設定手段の設定関係を選択する演算選択手段と、前記選択された設定関係に従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段とを具えるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
かかる発明によれば、第１ブーム角αおよび第２ブーム角βを検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしているので、第２ブームシリンダ４が任意に伸縮する状況下においても第１ブームシリンダ２のストロークエンドショックを確実に低減させることができる。
【００２４】
またこの発明においては、車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有する２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する第１ブーム角検出手段と、前記第２ブームの角度を検出する第２ブーム角検出手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる第１ブーム角度と前記第２のブーム角度との関係を予め記憶しているストロークエンド角設定手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる１つの第１ブーム角を基準角とし、この基準角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が予め設定記憶されている制限流量設定手段と、前記第２ブーム角検出手段の検出値を前記ストロークエンド角設定手段の設定関係に代入して、この検出値に対応するストロークエンドになる第１ブーム角を演算し、該演算された第１ブーム角に応じて前記制限流量設定手段の設定データを補正する補正演算手段と、前記補正演算手段に補正結果に従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段とを具えるようにしている。
【００２５】
かかる発明においても、第１ブーム角αおよび第２ブーム角βを検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
以下の実施例は、先の図９〜図１１に示したような２ピースブーム型のパワーショベルに対し、本発明を適用したものである。
【００２８】
〔第１実施例〕
この第１の実施例においては、第１ブーム１の回動支点ａに角度検出器を設け、この１つの角度検出器の出力のみに基づいて第１ブームシリンダのストロークエンド時のショックを低減するようにする。
【００２９】
ここで、この第１の実施例を実行するに当たっては、次のような操作をオペレータが実行することを前提としている。
【００３０】
すなわち、この場合、第１ブームシリンダ２は操作レバーによって操作され、第２ブームシリンダ４は操作ペダルによって操作されるようになっており、図４に示す格納姿勢においては、第１ブームシリンダ２はやや短くしている状態をとり、第２ブームシリンダ４は最長状態をとる（図５参照）。また、図４に示す作業姿勢（ブームが最大起伏姿勢をとったときの作業姿勢で先の図１３のブーム角Θの状態に対応する）においては、第１ブームシリンダ２は最長状態をとり、第２ブームシリンダ４は最短状態をとる（図５参照）。また、作業範囲においては、第２ブームシリンダ４を最短に固定した状態で、第１ブームシリンダ２のみを任意に変化させる。
【００３１】
したがって、この実施例においては、格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第２ブームシリンダ４を格納時の最長状態から作業開始時（第１ブーム１が最大起伏姿勢をとった状態）の最短状態まで完全に短縮するよう、オペレータにその操作を徹底させる。すなわち、この操作を行う事を１つの約束ごとにする。
【００３２】
ここで、先の図１３でも説明したように、第２ブームシリンダ４が最短状態である作業姿勢をとった状態で、第１ブームシリンダ２が上げ側ストロークエンドになったときの第１ブーム角はΘである。したがって、この第１実施例では、第１ブーム１の回動支点ａに設けた角度検出器の出力で第１ブームの角度をモニタし、この第１ブーム角がΘに近づいた場合、第１ブームシリンダ２のボトム側に流れる油流量を減少させることで、第１ブームシリンダ２のストロークエンドでのショックを低減させるようにしている。
【００３３】
図１は、第１の実施例を実現するための駆動制御系の構成例を示すもので、第１ブーム角検出器２０は、第１ブーム１の回動支点ａに設けられて第１ブーム角α（図４参照）を検出する。
【００３４】
第１ブーム操作弁２１は第１ブームシリンダ２の伸縮駆動を行うものである。ブーム操作レバー２２は第１ブームシリンダ２の伸縮操作を行うものである。ＰＰＣ弁２３は、ブーム操作レバー２２が上げ側に操作された場合、第１ブーム操作弁２１の上げ側パイロットポート２１ａにパイロット圧油を供給し、ブーム操作レバー２２が下げ側に操作された場合、第１ブーム操作弁２１の下げ側パイロットポート２１ｂにパイロット圧油を供給するものである。ＰＰＣ弁２３から上げ側パイロットポート２１ａへの油路には、ブーム上げ圧力スイッチ２４が設けられ、ブーム操作レバー２２によってブーム上げ操作が行われたことを検出する。また、ＰＰＣ弁２３から下げ側パイロットポート２１ｂへの油路には、ブーム下げ圧力スイッチ２５が設けられ、ブーム操作レバー２２によってブーム下げ操作が行われたことを検出する。これら圧力スイッチ２４，２５の検出信号は演算器２６に出力されている。
【００３５】
また、ＰＰＣ弁２３から上げ側パイロットポート２１ａへの油路には、ＥＰＣ弁２７が設けられている。このＥＰＣ弁２７は、演算器２６からの指令に応じて、第１ブーム操作弁２１の上げ側パイロットポート２１ａにパイロット圧油を供給して第１ブームシリンダ２に対する上げ側の圧油流量に制限をかけるよう動作する。
【００３６】
一方、第２ブームシリンダ４は第２ブーム操作弁２８によって伸縮作動される。第２ブーム操作弁２８は、操作ペダル２９によって操作される。すなわち、ＰＰＣ弁３０によって、操作ペダル２９の踏み角に応じたパイロット油圧が、第２ブーム操作弁２８に供給されることにより、第２ブームシリンダ４の伸縮作動が行われるようになっている。
【００３７】
次に、演算器の２６の詳細について説明する。演算器２６内には、図５に示すような、第１ブームシリンダ２の制限油流量パターンが予め記憶されており、演算器２６はこの制限油流量パターンに従って流量制限信号をＥＰＣ弁２７に出力する。
【００３８】
すなわち、図５において、横軸には第１ブーム角度αがとられ、縦軸には第１ブームシリンダ２の制限油流量値（最大流量）がとられており、角度Θの位置が図４の作業姿勢（第２ブームシリンダ４が最短状態での第１ブームシリンダ２のストロークエンド位置）の位置に対応する。
【００３９】
すなわちこの図５のパターンにおいては、Θ前後の所定の角度範囲（θ2≦α≦θ3）で制限油流量値Ｑを最小値Ｑ3としている。また、α＜Θである作業範囲に第１ブーム角がある場合には、α＜θ1のときには通常の作業時の制限油流量値Ｑ1を制限値とし、θ1≦α≦θ2のときにはブーム角αが増加するにつれ制限油流量Ｑを漸減させるようにしている。
【００４０】
また、α＞Θである格納範囲に第１ブーム角がある場合には、θ4≦α≦格納姿勢のときには、制限油流量値ＱをＱ2（Ｑ3＜Ｑ2＜Ｑ1）とし、θ3≦α≦θ4のときにはブーム角αが減少するにともない制限油流量Ｑを漸減させるようにしている。
【００４１】
ここで、α＞θ4のときに制限流量値をある程度大きな値Ｑ2とするようにしたのは、次のような理由による。
【００４２】
すなわち、作業機が格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第１ブームシリンダ２は、作業範囲で第２ブーム３を上昇させる場合と同様に、ストロークエンドへ向かう動きをする。このため、θ3≦α≦格納姿勢のときに制限油流量値Ｑを最小値Ｑ3程度の値にしていたのでは、格納姿勢から作業姿勢に移行する際に作業機速度が遅くなったり、エンジンアイドル時には作業機が動かなくなるなどの問題が発生する。
【００４３】
このためこの実施例においては、α＞θ4のときに制限流量値をある程度大きな値Ｑ2とすることにより、格納姿勢から作業姿勢への素早い移行を可能にしている。
【００４４】
図１の演算器２６においては、ブーム上げ圧力スイッチ２４からの信号によりブーム上げ操作を認知したときにのみ、第１ブーム角検出器２０の検出信号αに対応する制限油流量値Ｑを図５示した制限油流量パターンから読み出し、該読み出した信号をＥＰＣ弁２７に出力することにより、第２ブーム３の上げ操作が行われている際の第１ブームシリンダ２のストロークエンドでのショックを低減させるようにしている。
【００４５】
図２は、図１のＥＰＣ弁２７の代わりに用いるオンオフ弁３１および絞り弁３２を示すもので、この場合には演算器２６からオンオフ弁３１に出力するオンオフ指令信号のデューティを制御することで図５に示したようなパターンによる流量制限を実現する。
【００４６】
図３は、図１の実施例の変形例であり、この場合は図１のブーム操作レバー２２を電気レバー３３に変更するようにしている。電気レバー３３の場合、レバー信号は直接演算器２６に入力される事になる。
【００４７】
〔第２実施例〕
この第２の実施例においては、第１ブーム１の回動支点ａに角度検出器２０を設けるとともに、第２ブーム３の回動支点ｄ（図４参照）に角度検出器４１を設け、これら２つの角度検出器２０，４１の検出出力に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンド時のショックを低減するようにする。
【００４８】
図６は、この第２の実施例を実現するための駆動制御系の構成例を示すもので、図１の実施例に対して第２ブーム角検出器４１を追加し、図１の演算器２６を演算器４０に置換するようにしている。その他の構成要素に関しては、先の図１の実施例と同様であり、重複する説明は省略する。
【００４９】
第１ブーム角検出器２０は、先の実施例と同様、第１ブーム１の回動支点ａに設けられて第１ブーム角α（図４参照）を検出する。
【００５０】
第２ブーム角検出器４１は、第２ブーム３の回動支点ｄに設けられて第２ブーム角β（図４参照）を検出する。
【００５１】
ここで、先の図１３に示したように、本２ピースブーム型パワーショベルにおいては、第１ブームシリンダ２がストロークエンドになったときの第１ブーム１の角度（姿勢）は、第２ブームシリンダ４の伸縮状態に対応して、角度Θの位置から角度Θ´の位置までの範囲内で変化する。
【００５２】
ここで、図１３に示すように、第１ブーム角αがΘであるときの第２ブーム角βをΦとし、第１ブーム角αがΘ´であるときの第２ブーム角βをΦ´とする。すなわち、第１ブームシリンダ２が最長で、第２ブームシリンダ４が最短である作業姿勢のときの第１ブーム角αはΘであり、このときの第２ブーム角度をΦとする。また、第１ブームシリンダ２が最長で、第１ブームシリンダ２の軸心ｕが第１ブーム１の支点ａと交わる状態のときの第１ブーム角αはΘ´であり、このときの第２ブーム角度をΦ´とする。
【００５３】
すると、これらの角度範囲（Θ≦α≦Θ´，Φ≦β≦Φ´）では、両ブーム角度α，βは、図７に示すような一義的な関係となる。すなわち、図７に示す関係を実機に応じて予め求めておくようにすれば、第２ブーム３がΦ≦β≦Φ´の範囲にあるときは、この図７の角度関係を用いて角度βの値に応じた第１ブームシリンダ２のストロークエンド角δを知ることができる。
【００５４】
図６の演算器４０内には、図７に示すストロークエンド角δと第２ブーム角度βとの対応関係が予め設定記憶されている。
【００５５】
また、図６の演算器４０内には、図８に示すような第１ブームシリンダ２の制限油流量パターンが予め記憶されており、演算器２６はこの制限油流量パターンに従って流量制限信号をＥＰＣ弁２７に出力する。
【００５６】
すなわち図８に示すように、演算器４０内の制限油流量パターンメモリには、Θ≦α≦Θ´の角度範囲内で、先の図５に示したパターンを横軸正方向に平行移動した複数のパターンを有し、これら複数のパターンから第２ブーム３の角度βに応じて決定される第１ブームシリンダのストロークエンド角δ（Θ≦δ≦Θ´）に対応するパターンが選択されて流量制限制御に用いられることになる。
【００５７】
図６の演算器４０においては、ブーム上げ圧力スイッチ２４からの信号によりブーム上げ操作を認知すると、第１ブーム角検出器２０の検出信号αおよび第２ブーム角検出器４１の検出信号βを取り込み、図７に示した角度関係を現在の第２ブーム角βに対応する第１ブームシリンダ２のストロークエンド角δ（Θ≦δ≦Θ´）を演算する。
【００５８】
次に、演算器４０は図８に示した複数のパターンの中から、前記演算したストロークエンド角δに対応するパターンを選択し、該選択したパターンのうちの第１ブーム角検出器２０の検出信号αに対応する制限流量値信号をＥＰＣ弁２７に出力することにより、第２ブーム３の上げ操作が行われている際の第１ブームシリンダ２のストロークエンドでのショックを低減させる。
【００５９】
なお、β＜Φ´のとき、すなわち第２ブーム角βが格納姿勢（第２ブームシリンダ４が最長状態のときの姿勢）とΦ´にある状態との間にあるときは、図８に示した複数のパターンの中のストロークエンド角δがΘ´のときのパターンを用いるようにする。
【００６０】
この第２の実施例においても、図８に示すように、α＞θ4（θ4´）のときに制限流量値をある程度大きな値Ｑ2とすることにより、格納姿勢から作業姿勢への素早い移行を可能にしている。
【００６１】
このようにこの第２の実施例においては、第１ブーム角αおよび第２ブーム角βを検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしているので、第２ブームシリンダ４が任意に伸縮する状況下においても第１ブームシリンダ２のストロークエンドショックを確実に低減させることができる。
【００６２】
なお、上記第２の実施例においては、図８に示すように、ストロークエンド角δに応じて複数の制限油流量パターンを用意するようにしたが、図５に示すような１つのストロークエンド角に対応する１つのパターンを用意し、この１つのパターンを、図７に示した角度関係から得られる実際のストロークエンド角δに応じて補正する（パターンを横軸方向に平行移動するのみ）ことにより、実際のストロークエンド角δに合致する制限油流量パターンを求める様にしてもよい。
【００６３】
すなわち、例えば、図５に示すような第１ブームシリンダのストロークエンド角がΘである制限油流量パターンを用意したとする。また、装置動作中、第２ブーム角検出器４１から得られる第２ブーム角βがΦ´であったとする。演算器４０においは、図７に示した関係からこの第２ブーム角Φ´に対応するストロークエンド角δ（＝Θ´）を演算する。そして、演算器４０では、該演算されたストロークエンド角Θ´とストロークエンド角がΘ（固定値）との差ΔΘ（＝Θ´−Θ）を求め、この偏差ΔΘに応じて予め設定された値だけ図５に示す制限油流量パターンを補正（横軸方向に平行移動）させることで、当該ストロークエンド角Θ´に対応する制限油流量パターンを求めるようにする。
【００６４】
ところで、上記実施例では、圧力スイッチ２４によって第２ブーム３の上げ方向への操作を検出するようにしたが、他の任意の手法でブーム上げ操作を検出するようにしてもよい。例えば、第１ブーム１の角度αをモニタし、このモニタ値に基づき第２ブーム３の上げ方向への操作を検出し、このブーム上げ操作状態において第１ブーム角αが予め設定した所定の角度に達した時点で、ＥＰＣ弁２７を働かせるようにして第１ブームシリンダのストロークエンドショックを低減させるようにすることもできる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、２ピースブーム機構を有する建設機械であっても、第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角とすることで、角度検出器１個でも第１ブームシリンダのストロークエンドのショック低減を確実且つ安価に実現することができる。
【００６６】
またこの発明では、作業機が格納姿勢範囲にある場合の第２ブーム上げ側の流量制限値をある程度確保するようにしたので、作業機格納姿勢から作業姿勢への移行を高速になし得、作業効率を上昇させることができる。
【００６７】
さらにこの発明では、第１ブーム角および第２ブーム角を検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしているので、第２ブームシリンダが任意に伸縮する状況下においても第１ブームシリンダのストロークエンドショックを確実に低減させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】図１の実施例のＥＰＣ弁と置換する弁構成を例示する図。
【図３】図１の実施例の変形例を示す図。
【図４】第１，第２ブームの回動態様を示す図。
【図５】第１の実施例における第１ブームシリンダに対する制限油流量パターンを示す図。
【図６】この発明の第２の実施例を示すブロック図。
【図７】第２の実施例で用いる第２ブーム角と第１ブームのストロークエンド角との関係を示す図。
【図８】第２の実施例における第１ブームシリンダに対する制限油流量パターンを示す図。
【図９】この発明を適用する２ピースブーム型パワーショベルの作業姿勢を示す図。
【図１０】この発明を適用する２ピースブーム型パワーショベルの格納姿勢を示す図。
【図１１】この発明を適用する２ピースブーム型パワーショベルのシリンダリンク構造の制約を説明する図。
【図１２】従来の機械的ショック低減装置を示す図。
【図１３】第１，第２ブームの回動態様を示す図。
【符号の説明】
１…第１ブーム
２…第１ブームシリンダ
３…第２ブーム
４…第２ブームシリンダ
５…アーム
６…アームシリンダ
７…バケット
８…バケットシリンダ
９…車体
２０…第１ブーム角検出器
２６，４０…演算器
４１…第２ブーム角検出器
【発明の属する技術分野】
この発明は複数の腕を有するショベル機械に関し、特に２ピースブームを持つショベル機械において、ブームシリンダがストロークエンドに達する際に発生するショックを低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、作業機として、２つのブーム（第１ブーム，第２ブーム）、アームおよびバケットを備えており、モノブーム型のパワーショベルに比べ、
・自走、輸送、駐車時に作業機（第１及び第２ブーム）をコンパクトに折たたむことができる、
・車体の重心が低くなって走行時の安定性が増す、
・走行中の前方の視界性がよくなる
等の利点を有している。
【０００３】
通常の一般的な２ピースブーム型のパワーショベルでは、第１ブーム（車体に連結されている側のブーム）を駆動する第１ブームシリンダは車体フレームと第１ブームに接続され、また第２ブーム（第１ブームとアームに連結されているブーム）を駆動する第２ブームシリンダは第１ブームと第２ブームに接続されている。すなわち、一般的な２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、各シリンダは隣合った２つの作業機を接続しており、このため１つのシリンダを駆動すると該シリンダに対応する１つの作業機が回転運動される。
【０００４】
このような一般的なリンク構造を有する２ピースブーム型パワーショベルに対し、本出願人は特開平６−１３６７７９号公報において、全く新しい作業機リンク構造を有するパワーショベルに関する技術を提案している。
【０００５】
図９および図１０はその新しいリンク構造を有するパワーショベルを示すもので、図９はブームが最大起伏姿勢をとったときの作業姿勢を示し、図１０は格納姿勢を示している。
【０００６】
これら図９及び図１０において、１は第１ブーム、２は第１ブームシリンダ、３は第２ブーム、４は第２ブームシリンダ、５はアーム、６はアームシリンダ、７はバケット、８はバケットシリンダ、９は車体である。
【０００７】
すなわち、このリンク構造によれば、第１ブームシリンダ２を車体９と第２ブーム３に連結し、第２ブームシリンダ４を第２ブーム３と第１ブーム１に連結するようにしており、第２ブーム３は第１ブームシリンダ２および第２ブームシリンダ４によって駆動される。
【０００８】
このように第１ブームシリンダ２を車体９と第２ブーム３に連結するようにしたのは、
(1)第１ブーム１の回動支点ａの回りのブーム全体としてのモーメントを考えた場合、第１ブームシリンダ２を第２ブーム３に連結したほうが第１ブーム１に連結するより第１ブームシリンダ２の作用点ｃまでの距離を長く取ることができ、この結果、同一ブーム角を回動するに要する力が少なくて済むため、同一油圧源を使用する場合に、第１ブームシリンダ２のシリンダ径を小さくする事ができ、コスト的に有利である
(2)第１ブームシリンダ２を第１ブーム１に連結した場合、回動可能なブーム角範囲が狭くなる
ことなどを原因としている。
【０００９】
ここで、かかる図９などに示す２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、図１１に示すように、第１ブームシリンダ２は、格納姿勢時の第１ブーム１との干渉を避けるためにその台座側支点ｂは第１ブーム１の回動支点ａよりも前方に配置する必要があり、またその作用点ｃはシリンダ力を有効に作用させるために第１ブーム１および第２ブーム３の連結点ｄよりも前方に配置する必要がある（例えば、第２ブームを図１１のように水平にした場合は、第２ブーム３上でｃ点はｄ点より前に設置する必要がある）。なお、図１１に破線で示した第１ブームシリンダ２は、台座側支点ｂを第１ブーム１の回動支点ａに近づけて配置した例であり、このような場合は格納姿勢時に、第１ブームシリンダ２が第１ブーム１に干渉してしまう。
【００１０】
このように、図９などに示した２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、第１ブームシリンダ２は、前記干渉などの問題からその配置位置に制限を受けるために、通常のモノブーム型のものに比べ、充分に長いシリンダ長を確保することができない。
【００１１】
ところで、上記図９に示す２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、各作業機のストロークエンドでのショックを緩和するために、各作業機シリンダには例えば図１２に示すような機械的ショック低減装置１０を設けることが考えられる。
【００１２】
しかし、この図１２に示す機械的ショック低減装置１０においては、作業機シリンダ内に絞り機構１１を設けるようにしているので、この絞り機構分シリンダ長が短くなるという欠点を持っている。
【００１３】
すなわち、上述したようにモノブーム型に比べ充分なシリンダ長を確保できない第１ブームシリンダ２に対して、シリンダ長を短くする要因となる機械的ショック低減装置１０を設けることは、そのブーム回動可能範囲を狭くすることになってしまう。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ストロークエンドのショック低減装置には、上記機械式の他に電子式のものがある。この電子式のショック低減装置は、ショック低減を行う作業機シリンダのストローク長を計測し、この計測値がストロークエンド近傍に近づいた場合に、ストロークエンド方向にシリンダを動作させる圧油流量に制限を加えて、シリンダ速度を低減させるものである。
【００１５】
ここで、シリンダ長を計測する手法としては、ストロークセンサを作業機シリンダに設け、シリンダ長を直接計測する手法と、シリンダによって動作される作業機の角度を角度検出器によって計測し間接的にシリンダ長を計測する手法があるが、前者はシリンダ部に直動タイプのポテンショメータやエンコーダ等を配設する必要があるので、後者に比べ大幅にコスト高となってしまう。このため、コスト的な面を考えた場合、角度検出器によって作業機角度を計測する後者の手法が有用である。
【００１６】
しかしながら、上記図９〜図１１に示した２ピースブーム型のパワーショベルにおいては、特殊なリンク構造をしているために、第１ブームシリンダ２のストロークエンド時の第１ブーム角度を一義的に決定することができない。
【００１７】
すなわち、図１３は、第１ブームシリンダ２をストロークエンドに固定した状態で、第２ブームシリンダ４を最短にした第１状態（実線で示す）と、第１ブームシリンダ２の軸心ｕが第１ブーム１の回動支点ａに交わる第２状態（破線で示す）との２つの状態を示すものであるが、第１ブームシリンダ２がストロークエンドになったときの第１ブーム１の角度（姿勢）は、第２ブームシリンダ４の伸縮状態に対応して、角度Θの位置から角度Θ´の位置までの範囲内で変化することになる。
【００１８】
このため、上記図９〜図１１に示した２ピースブーム型のパワーショベルには、角度検出器を第１ブーム１の回動支点ａに取り付け、この角度検出器を用いて第１ブーム角度を検出し、この検出値に基づいて上記電子式のショック低減装置を働かせて第１ブームシリンダ２のショックを低減する従来の一般的な電子式ショック低減装置による手法を用いることはできず、これを解決する有望な方法が要望されていた。
【００１９】
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、２ピースブーム型の建設機械において、安価なコストで、第１ブームシリンダのストロークエンド時のショックを確実に低減する２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明では、車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有し、前記第１ブームシリンダを最長状態にしかつ第２ブームシリンダを最短状態にしたときに第１及び第２ブームが最大起伏状態となり、格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第２ブームシリンダを格納時の最長状態から作業時の最短状態に伸縮し、作業の際は該第２ブームシリンダを最短状態で固定するように操作される２ピースブーム型建設機械において、前記第１ブームの角度を検出する角度検出手段と、前記第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角とし、このストロークエンド角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が予め設定記憶されている制限流量設定手段と、前記制限流量設定手段の記憶データに従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段とを具えるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
かかる発明によれば、前記第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角として設定し、このストロークエンド角に近づくに伴ってブーム上げ方向への圧油流量を減少させるようにするようにしている。
【００２２】
またこの発明では、車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有する２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する第１ブーム角検出手段と、前記第２ブームの角度を検出する第２ブーム角検出手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる第１ブーム角度と前記第２のブーム角度との関係を予め記憶しているストロークエンド角設定手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる複数の第１ブーム角を基準角とし、これら複数の基準角毎に、当該基準角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係がそれぞれ予め設定記憶されている制限流量設定手段と、 前記第２ブーム角検出手段の検出値を前記ストロークエンド角設定手段の設定関係に代入して、この検出値に対応するストロークエンドになる第１ブーム角を演算し、該演算された第１ブーム角に対応する前記制限流量設定手段の設定関係を選択する演算選択手段と、前記選択された設定関係に従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段とを具えるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
かかる発明によれば、第１ブーム角αおよび第２ブーム角βを検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしているので、第２ブームシリンダ４が任意に伸縮する状況下においても第１ブームシリンダ２のストロークエンドショックを確実に低減させることができる。
【００２４】
またこの発明においては、車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有する２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する第１ブーム角検出手段と、前記第２ブームの角度を検出する第２ブーム角検出手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる第１ブーム角度と前記第２のブーム角度との関係を予め記憶しているストロークエンド角設定手段と、第１ブームシリンダがストロークエンドになる１つの第１ブーム角を基準角とし、この基準角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が予め設定記憶されている制限流量設定手段と、前記第２ブーム角検出手段の検出値を前記ストロークエンド角設定手段の設定関係に代入して、この検出値に対応するストロークエンドになる第１ブーム角を演算し、該演算された第１ブーム角に応じて前記制限流量設定手段の設定データを補正する補正演算手段と、前記補正演算手段に補正結果に従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段とを具えるようにしている。
【００２５】
かかる発明においても、第１ブーム角αおよび第２ブーム角βを検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
以下の実施例は、先の図９〜図１１に示したような２ピースブーム型のパワーショベルに対し、本発明を適用したものである。
【００２８】
〔第１実施例〕
この第１の実施例においては、第１ブーム１の回動支点ａに角度検出器を設け、この１つの角度検出器の出力のみに基づいて第１ブームシリンダのストロークエンド時のショックを低減するようにする。
【００２９】
ここで、この第１の実施例を実行するに当たっては、次のような操作をオペレータが実行することを前提としている。
【００３０】
すなわち、この場合、第１ブームシリンダ２は操作レバーによって操作され、第２ブームシリンダ４は操作ペダルによって操作されるようになっており、図４に示す格納姿勢においては、第１ブームシリンダ２はやや短くしている状態をとり、第２ブームシリンダ４は最長状態をとる（図５参照）。また、図４に示す作業姿勢（ブームが最大起伏姿勢をとったときの作業姿勢で先の図１３のブーム角Θの状態に対応する）においては、第１ブームシリンダ２は最長状態をとり、第２ブームシリンダ４は最短状態をとる（図５参照）。また、作業範囲においては、第２ブームシリンダ４を最短に固定した状態で、第１ブームシリンダ２のみを任意に変化させる。
【００３１】
したがって、この実施例においては、格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第２ブームシリンダ４を格納時の最長状態から作業開始時（第１ブーム１が最大起伏姿勢をとった状態）の最短状態まで完全に短縮するよう、オペレータにその操作を徹底させる。すなわち、この操作を行う事を１つの約束ごとにする。
【００３２】
ここで、先の図１３でも説明したように、第２ブームシリンダ４が最短状態である作業姿勢をとった状態で、第１ブームシリンダ２が上げ側ストロークエンドになったときの第１ブーム角はΘである。したがって、この第１実施例では、第１ブーム１の回動支点ａに設けた角度検出器の出力で第１ブームの角度をモニタし、この第１ブーム角がΘに近づいた場合、第１ブームシリンダ２のボトム側に流れる油流量を減少させることで、第１ブームシリンダ２のストロークエンドでのショックを低減させるようにしている。
【００３３】
図１は、第１の実施例を実現するための駆動制御系の構成例を示すもので、第１ブーム角検出器２０は、第１ブーム１の回動支点ａに設けられて第１ブーム角α（図４参照）を検出する。
【００３４】
第１ブーム操作弁２１は第１ブームシリンダ２の伸縮駆動を行うものである。ブーム操作レバー２２は第１ブームシリンダ２の伸縮操作を行うものである。ＰＰＣ弁２３は、ブーム操作レバー２２が上げ側に操作された場合、第１ブーム操作弁２１の上げ側パイロットポート２１ａにパイロット圧油を供給し、ブーム操作レバー２２が下げ側に操作された場合、第１ブーム操作弁２１の下げ側パイロットポート２１ｂにパイロット圧油を供給するものである。ＰＰＣ弁２３から上げ側パイロットポート２１ａへの油路には、ブーム上げ圧力スイッチ２４が設けられ、ブーム操作レバー２２によってブーム上げ操作が行われたことを検出する。また、ＰＰＣ弁２３から下げ側パイロットポート２１ｂへの油路には、ブーム下げ圧力スイッチ２５が設けられ、ブーム操作レバー２２によってブーム下げ操作が行われたことを検出する。これら圧力スイッチ２４，２５の検出信号は演算器２６に出力されている。
【００３５】
また、ＰＰＣ弁２３から上げ側パイロットポート２１ａへの油路には、ＥＰＣ弁２７が設けられている。このＥＰＣ弁２７は、演算器２６からの指令に応じて、第１ブーム操作弁２１の上げ側パイロットポート２１ａにパイロット圧油を供給して第１ブームシリンダ２に対する上げ側の圧油流量に制限をかけるよう動作する。
【００３６】
一方、第２ブームシリンダ４は第２ブーム操作弁２８によって伸縮作動される。第２ブーム操作弁２８は、操作ペダル２９によって操作される。すなわち、ＰＰＣ弁３０によって、操作ペダル２９の踏み角に応じたパイロット油圧が、第２ブーム操作弁２８に供給されることにより、第２ブームシリンダ４の伸縮作動が行われるようになっている。
【００３７】
次に、演算器の２６の詳細について説明する。演算器２６内には、図５に示すような、第１ブームシリンダ２の制限油流量パターンが予め記憶されており、演算器２６はこの制限油流量パターンに従って流量制限信号をＥＰＣ弁２７に出力する。
【００３８】
すなわち、図５において、横軸には第１ブーム角度αがとられ、縦軸には第１ブームシリンダ２の制限油流量値（最大流量）がとられており、角度Θの位置が図４の作業姿勢（第２ブームシリンダ４が最短状態での第１ブームシリンダ２のストロークエンド位置）の位置に対応する。
【００３９】
すなわちこの図５のパターンにおいては、Θ前後の所定の角度範囲（θ2≦α≦θ3）で制限油流量値Ｑを最小値Ｑ3としている。また、α＜Θである作業範囲に第１ブーム角がある場合には、α＜θ1のときには通常の作業時の制限油流量値Ｑ1を制限値とし、θ1≦α≦θ2のときにはブーム角αが増加するにつれ制限油流量Ｑを漸減させるようにしている。
【００４０】
また、α＞Θである格納範囲に第１ブーム角がある場合には、θ4≦α≦格納姿勢のときには、制限油流量値ＱをＱ2（Ｑ3＜Ｑ2＜Ｑ1）とし、θ3≦α≦θ4のときにはブーム角αが減少するにともない制限油流量Ｑを漸減させるようにしている。
【００４１】
ここで、α＞θ4のときに制限流量値をある程度大きな値Ｑ2とするようにしたのは、次のような理由による。
【００４２】
すなわち、作業機が格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第１ブームシリンダ２は、作業範囲で第２ブーム３を上昇させる場合と同様に、ストロークエンドへ向かう動きをする。このため、θ3≦α≦格納姿勢のときに制限油流量値Ｑを最小値Ｑ3程度の値にしていたのでは、格納姿勢から作業姿勢に移行する際に作業機速度が遅くなったり、エンジンアイドル時には作業機が動かなくなるなどの問題が発生する。
【００４３】
このためこの実施例においては、α＞θ4のときに制限流量値をある程度大きな値Ｑ2とすることにより、格納姿勢から作業姿勢への素早い移行を可能にしている。
【００４４】
図１の演算器２６においては、ブーム上げ圧力スイッチ２４からの信号によりブーム上げ操作を認知したときにのみ、第１ブーム角検出器２０の検出信号αに対応する制限油流量値Ｑを図５示した制限油流量パターンから読み出し、該読み出した信号をＥＰＣ弁２７に出力することにより、第２ブーム３の上げ操作が行われている際の第１ブームシリンダ２のストロークエンドでのショックを低減させるようにしている。
【００４５】
図２は、図１のＥＰＣ弁２７の代わりに用いるオンオフ弁３１および絞り弁３２を示すもので、この場合には演算器２６からオンオフ弁３１に出力するオンオフ指令信号のデューティを制御することで図５に示したようなパターンによる流量制限を実現する。
【００４６】
図３は、図１の実施例の変形例であり、この場合は図１のブーム操作レバー２２を電気レバー３３に変更するようにしている。電気レバー３３の場合、レバー信号は直接演算器２６に入力される事になる。
【００４７】
〔第２実施例〕
この第２の実施例においては、第１ブーム１の回動支点ａに角度検出器２０を設けるとともに、第２ブーム３の回動支点ｄ（図４参照）に角度検出器４１を設け、これら２つの角度検出器２０，４１の検出出力に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンド時のショックを低減するようにする。
【００４８】
図６は、この第２の実施例を実現するための駆動制御系の構成例を示すもので、図１の実施例に対して第２ブーム角検出器４１を追加し、図１の演算器２６を演算器４０に置換するようにしている。その他の構成要素に関しては、先の図１の実施例と同様であり、重複する説明は省略する。
【００４９】
第１ブーム角検出器２０は、先の実施例と同様、第１ブーム１の回動支点ａに設けられて第１ブーム角α（図４参照）を検出する。
【００５０】
第２ブーム角検出器４１は、第２ブーム３の回動支点ｄに設けられて第２ブーム角β（図４参照）を検出する。
【００５１】
ここで、先の図１３に示したように、本２ピースブーム型パワーショベルにおいては、第１ブームシリンダ２がストロークエンドになったときの第１ブーム１の角度（姿勢）は、第２ブームシリンダ４の伸縮状態に対応して、角度Θの位置から角度Θ´の位置までの範囲内で変化する。
【００５２】
ここで、図１３に示すように、第１ブーム角αがΘであるときの第２ブーム角βをΦとし、第１ブーム角αがΘ´であるときの第２ブーム角βをΦ´とする。すなわち、第１ブームシリンダ２が最長で、第２ブームシリンダ４が最短である作業姿勢のときの第１ブーム角αはΘであり、このときの第２ブーム角度をΦとする。また、第１ブームシリンダ２が最長で、第１ブームシリンダ２の軸心ｕが第１ブーム１の支点ａと交わる状態のときの第１ブーム角αはΘ´であり、このときの第２ブーム角度をΦ´とする。
【００５３】
すると、これらの角度範囲（Θ≦α≦Θ´，Φ≦β≦Φ´）では、両ブーム角度α，βは、図７に示すような一義的な関係となる。すなわち、図７に示す関係を実機に応じて予め求めておくようにすれば、第２ブーム３がΦ≦β≦Φ´の範囲にあるときは、この図７の角度関係を用いて角度βの値に応じた第１ブームシリンダ２のストロークエンド角δを知ることができる。
【００５４】
図６の演算器４０内には、図７に示すストロークエンド角δと第２ブーム角度βとの対応関係が予め設定記憶されている。
【００５５】
また、図６の演算器４０内には、図８に示すような第１ブームシリンダ２の制限油流量パターンが予め記憶されており、演算器２６はこの制限油流量パターンに従って流量制限信号をＥＰＣ弁２７に出力する。
【００５６】
すなわち図８に示すように、演算器４０内の制限油流量パターンメモリには、Θ≦α≦Θ´の角度範囲内で、先の図５に示したパターンを横軸正方向に平行移動した複数のパターンを有し、これら複数のパターンから第２ブーム３の角度βに応じて決定される第１ブームシリンダのストロークエンド角δ（Θ≦δ≦Θ´）に対応するパターンが選択されて流量制限制御に用いられることになる。
【００５７】
図６の演算器４０においては、ブーム上げ圧力スイッチ２４からの信号によりブーム上げ操作を認知すると、第１ブーム角検出器２０の検出信号αおよび第２ブーム角検出器４１の検出信号βを取り込み、図７に示した角度関係を現在の第２ブーム角βに対応する第１ブームシリンダ２のストロークエンド角δ（Θ≦δ≦Θ´）を演算する。
【００５８】
次に、演算器４０は図８に示した複数のパターンの中から、前記演算したストロークエンド角δに対応するパターンを選択し、該選択したパターンのうちの第１ブーム角検出器２０の検出信号αに対応する制限流量値信号をＥＰＣ弁２７に出力することにより、第２ブーム３の上げ操作が行われている際の第１ブームシリンダ２のストロークエンドでのショックを低減させる。
【００５９】
なお、β＜Φ´のとき、すなわち第２ブーム角βが格納姿勢（第２ブームシリンダ４が最長状態のときの姿勢）とΦ´にある状態との間にあるときは、図８に示した複数のパターンの中のストロークエンド角δがΘ´のときのパターンを用いるようにする。
【００６０】
この第２の実施例においても、図８に示すように、α＞θ4（θ4´）のときに制限流量値をある程度大きな値Ｑ2とすることにより、格納姿勢から作業姿勢への素早い移行を可能にしている。
【００６１】
このようにこの第２の実施例においては、第１ブーム角αおよび第２ブーム角βを検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしているので、第２ブームシリンダ４が任意に伸縮する状況下においても第１ブームシリンダ２のストロークエンドショックを確実に低減させることができる。
【００６２】
なお、上記第２の実施例においては、図８に示すように、ストロークエンド角δに応じて複数の制限油流量パターンを用意するようにしたが、図５に示すような１つのストロークエンド角に対応する１つのパターンを用意し、この１つのパターンを、図７に示した角度関係から得られる実際のストロークエンド角δに応じて補正する（パターンを横軸方向に平行移動するのみ）ことにより、実際のストロークエンド角δに合致する制限油流量パターンを求める様にしてもよい。
【００６３】
すなわち、例えば、図５に示すような第１ブームシリンダのストロークエンド角がΘである制限油流量パターンを用意したとする。また、装置動作中、第２ブーム角検出器４１から得られる第２ブーム角βがΦ´であったとする。演算器４０においは、図７に示した関係からこの第２ブーム角Φ´に対応するストロークエンド角δ（＝Θ´）を演算する。そして、演算器４０では、該演算されたストロークエンド角Θ´とストロークエンド角がΘ（固定値）との差ΔΘ（＝Θ´−Θ）を求め、この偏差ΔΘに応じて予め設定された値だけ図５に示す制限油流量パターンを補正（横軸方向に平行移動）させることで、当該ストロークエンド角Θ´に対応する制限油流量パターンを求めるようにする。
【００６４】
ところで、上記実施例では、圧力スイッチ２４によって第２ブーム３の上げ方向への操作を検出するようにしたが、他の任意の手法でブーム上げ操作を検出するようにしてもよい。例えば、第１ブーム１の角度αをモニタし、このモニタ値に基づき第２ブーム３の上げ方向への操作を検出し、このブーム上げ操作状態において第１ブーム角αが予め設定した所定の角度に達した時点で、ＥＰＣ弁２７を働かせるようにして第１ブームシリンダのストロークエンドショックを低減させるようにすることもできる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、２ピースブーム機構を有する建設機械であっても、第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角とすることで、角度検出器１個でも第１ブームシリンダのストロークエンドのショック低減を確実且つ安価に実現することができる。
【００６６】
またこの発明では、作業機が格納姿勢範囲にある場合の第２ブーム上げ側の流量制限値をある程度確保するようにしたので、作業機格納姿勢から作業姿勢への移行を高速になし得、作業効率を上昇させることができる。
【００６７】
さらにこの発明では、第１ブーム角および第２ブーム角を検出し、これら２つの角度検出の結果に基づいて第１ブームシリンダ２のストロークエンドのショック低減を行うようにしているので、第２ブームシリンダが任意に伸縮する状況下においても第１ブームシリンダのストロークエンドショックを確実に低減させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】図１の実施例のＥＰＣ弁と置換する弁構成を例示する図。
【図３】図１の実施例の変形例を示す図。
【図４】第１，第２ブームの回動態様を示す図。
【図５】第１の実施例における第１ブームシリンダに対する制限油流量パターンを示す図。
【図６】この発明の第２の実施例を示すブロック図。
【図７】第２の実施例で用いる第２ブーム角と第１ブームのストロークエンド角との関係を示す図。
【図８】第２の実施例における第１ブームシリンダに対する制限油流量パターンを示す図。
【図９】この発明を適用する２ピースブーム型パワーショベルの作業姿勢を示す図。
【図１０】この発明を適用する２ピースブーム型パワーショベルの格納姿勢を示す図。
【図１１】この発明を適用する２ピースブーム型パワーショベルのシリンダリンク構造の制約を説明する図。
【図１２】従来の機械的ショック低減装置を示す図。
【図１３】第１，第２ブームの回動態様を示す図。
【符号の説明】
１…第１ブーム
２…第１ブームシリンダ
３…第２ブーム
４…第２ブームシリンダ
５…アーム
６…アームシリンダ
７…バケット
８…バケットシリンダ
９…車体
２０…第１ブーム角検出器
２６，４０…演算器
４１…第２ブーム角検出器
Claims (6)
- 車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有し、前記第１ブームシリンダを最長状態にしかつ第２ブームシリンダを最短状態にしたときに第１及び第２ブームが最大起伏状態となり、格納姿勢から作業姿勢に移行する際、第２ブームシリンダを格納時の最長状態から作業時の最短状態に伸縮し、作業の際は該第２ブームシリンダを最短状態で固定するように操作される２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する角度検出手段と、
前記第１および第２ブームが最大起伏状態をとったときの第１ブームのブーム角をストロークエンド角とし、このストロークエンド角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が予め設定記憶されている制限流量設定手段と、
前記制限流量設定手段の記憶データに従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段と、
を具えるようにしたことを特徴とする２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置。 - 前記制限流量設定手段は、前記格納姿勢に対応する第１ブーム角から該格納姿勢に対応する第１ブーム角と前記ストロークエンド角との間の所定の第１の角度までの範囲では、作業時に設定されている最大供給流量値よりも小さく前記最小値よりも大きい所定の流量制限値をとるように第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が設定されている請求項１記載の２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置。
- 車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有する２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する第１ブーム角検出手段と、
前記第２ブームの角度を検出する第２ブーム角検出手段と、
第１ブームシリンダがストロークエンドになる第１ブーム角度と前記第２のブーム角度との関係を予め記憶しているストロークエンド角設定手段と、
第１ブームシリンダがストロークエンドになる複数の第１ブーム角を基準角とし、これら複数の基準角毎に、当該基準角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係がそれぞれ予め設定記憶されている制限流量設定手段と、
前記第２ブーム角検出手段の検出値を前記ストロークエンド角設定手段の設定関係に代入して、この検出値に対応するストロークエンドになる第１ブーム角を演算し、該演算された第１ブーム角に対応する前記制限流量設定手段の設定関係を選択する演算選択手段と、
前記選択された設定関係に従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段と、
を具えるようにしたことを特徴とする２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置。 - 前記制限流量設定手段は、前記格納姿勢に対応する第１ブーム角から該格納姿勢に対応する第１ブーム角と前記ストロークエンド角との間の所定の第１の角度までの範囲では、作業時に設定されている最大供給流量値よりも小さく前記最小値よりも大きい所定の流量制限値をとるように第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が、前記複数の基準角毎にそれぞれ設定されている請求項３記載の２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置。
- 車体に回転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車体と第２ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシリンダと、前記第１のブームシリンダを作動させる第１の操作弁と、前記第２のブームシリンダを作動させる第２の操作弁と、前記第１の操作弁に指令信号を出力する第１の操作手段と、前記第２の操作弁に指令信号を出力する第２の操作手段とを有する２ピースブーム型建設機械において、
前記第１ブームの角度を検出する第１ブーム角検出手段と、
前記第２ブームの角度を検出する第２ブーム角検出手段と、
第１ブームシリンダがストロークエンドになる第１ブーム角度と前記第２のブーム角度との関係を予め記憶しているストロークエンド角設定手段と、
第１ブームシリンダがストロークエンドになる１つの第１ブーム角を基準角とし、この基準角を含む所定の角度範囲でその値が最小になり、この角度範囲から遠ざかるにつれその値が増大するよう第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が予め設定記憶されている制限流量設定手段と、
前記第２ブーム角検出手段の検出値を前記ストロークエンド角設定手段の設定関係に代入して、この検出値に対応するストロークエンドになる第１ブーム角を演算し、該演算された第１ブーム角に応じて前記制限流量設定手段の設定データを補正する補正演算手段と、
前記補正演算手段の補正結果に従って前記第１の操作弁に対するブーム上げ方向への圧油流量を制限制御する流量制御手段と、
を具えるようにしたことを特徴とする２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置。 - 前記制限流量設定手段は、前記格納姿勢に対応する第１ブーム角から該格納姿勢に対応する第１ブーム角と前記ストロークエンド角との間の所定の第１の角度までの範囲では、作業時に設定されている最大供給流量値よりも小さく前記最小値よりも大きい所定の流量制限値をとるように第１ブーム角度に対する第１ブームシリンダの油制限流量の関係が設定されている請求項５記載の２ピースブーム型建設機械のストロークエンドショック低減装置。
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