JP3804465B2 - 油圧作業機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば油圧ショベルでは、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等の油圧アクチュエータと、エンジンにより駆動される油圧ポンプとが備えられ、該油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの圧油の供給を方向切換スプール弁を介して制御するようにしている。前記方向切換スプール弁は、そのスプールが操作レバーの操作量及び操作方向に応じてパイロット圧油等を介して駆動され、油圧アクチュエータの作動方向や油圧アクチュエータへの圧油の供給量を制御する。
【０００３】
この種の油圧ショベルでは、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給制御を担う油圧回路は、方向切換スプール弁にブリードオフ通路を備えたオープン回路が一般的に用いられている。前記ブリードオフ通路は、方向切換スプール弁の中立状態（操作レバーの中立状態）では、油圧ポンプを油圧タンクに開放する。そして、操作レバーが中立状態から操作され、それに応じて方向切換スプール弁のスプールが変位すると、ブリードオフ通路は、前記スプールのプロファイル等によってあらかじめ定められた開口特性（操作レバーの操作量に対する開口面積の特性）で開口面積が閉じ側に変化する。
【０００４】
ところで、油圧ショベルでの作業形態は、重負荷作業から軽負荷作業まで多岐にわたっている。また、作業内容等に応じてバケット等のアタッチメントを現場にて適宜、交換することがしばしば行われ、標準的なものよりも重いアタッチメントが装着される場合も多々ある。
【０００５】
このような場合、上述のようなオープン回路では、操作レバーの操作に対する油圧アクチュエータの動作特性は、油圧アクチュエータの負荷やアタッチメントの重量の影響を受け易く、油圧アクチュエータの好適な操作性が得られないことが多々ある。例えば、重負荷作業を行う場合や重いアタッチメントを装着した場合には、操作レバーの中立状態からの操作量を通常の場合よりも大きくしなければ油圧アクチュエータが起動せず、また、油圧アクチュエータの作動速度を制御し得る操作レバーの操作量の範囲が狭いものとなってしまう。そして、このような場合には、所望の作業を円滑に行うことが困難となる。
【０００６】
このような不都合を解消し得るものとして、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の管路に圧力補償弁を設け、油圧アクチュエータへの圧油の供給量が該油圧アクチュエータの負荷によらずに、操作レバーの操作量に応じて一義的にに定まるようにした油圧回路システム（所謂ロードセンシングシステム）が知られている。かかるロードセンシングシステムによれば、操作レバーの操作に対する油圧アクチュエータの動作形態を、負荷やアタッチメントの重量によらずに一定にすることができる。
【０００７】
しかるに、かかるシステムでは、圧力補償弁は一般に高価であるため、コスト的に不利なものとなる。また、操作レバーの操作位置に対する油圧アクチュエータの動作が一義的に定まることから、操作レバーの操作位置が僅かに変化しただけで、油圧アクチュエータの動作も敏感に変化し、油圧アクチュエータの一定の動作が要求されるような作業を却って行いずらいものとなるという不都合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、方向切換スプール弁にブリードオフ通路を備えた油圧回路を基本として、操作レバーの操作による油圧アクチュエータの操作性を向上することができる油圧作業機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の油圧作業機はかかる目的を達成するために、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を制御すべく該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの管路に設けられると共にブリードオフ通路を有する方向切換スプール弁と、該方向切換スプール弁を操作するための操作レバーと、前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路を流れる圧油の流量を調整すべく該ブリードオフ通路に連なる流路に設けられた開口面積を調整可能な可変開口弁と、該可変開口弁の開口面積を制御する可変開口弁制御手段と、該可変開口弁制御手段に対して所定の操作により前記可変開口弁の開口面積を指示する開口面積指示操作手段とを備え、前記可変開口弁制御手段は、前記操作レバーが前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前の操作量としてあらかじめ定めた所定操作量以上に操作されたとき、該操作レバーの操作量によらずに前記可変開口面積指示操作手段により指示された開口面積に前記可変開口弁を制御することを特徴とするものである。
【００１０】
かかる本発明の第１の態様では、前記操作レバーの操作によって前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前に、前記可変開口弁の開口面積が前記開口面積指示操作手段の操作によって指示された開口面積に制御されるので、前記ブリードオフ通路が閉じ始めて油圧アククエータへの圧油の供給が開始する際における前記ブリードオフ通路の開口面積と前記可変開口弁の開口面積とを合わせた合成開口面積（前記ブリードオフ通路や可変開口弁の油通路を含めたブリードオフ流路の全体的な開口面積）は、前記開口面積指示操作手段による前記可変開口弁の開口面積の指示値が小さい程、小さくなる。そこで、本発明の第１の態様では、前記油圧アクチュエータの負荷が比較的大きいと判断される状況では、その判断される負荷が大きい程、可変開口弁の開口面積を小さくするように前記開口面積指示操作手段の所定の操作を行っておく。これにより、油圧アクチュエータの負荷が比較的大きい場合でも、油圧アクチュエータへの圧油の供給が開始される際の前記合成開口面積が小さめに制御されるので、前記方向切換スプール弁の上流側（油圧ポンプ側）の圧油の圧力が、前記操作レバーの比較的小さい操作量でも迅速に上昇するようになる。その結果、操作レバーの操作に伴う前記油圧アクチュエータの起動（作動開始）を、油圧アクチュエータの負荷によらずに迅速に行うことが可能となる。
【００１１】
また、操作レバーの操作量が前記所定操作量以上になると、前記可変開口弁の開口面積は、その指示値が変更されない限り操作レバーの操作量によって変化しないため、基本的には、操作レバーの操作量に対する前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路の開口面積の変化の形態と同様の形態で前記合成開口面積が操作レバーの操作量に対して変化することとなる。このため、操作レバーの操作量に対する前記ブリードオフ通路の開口面積の特性を生かして、油圧アクチュエータを操作することが可能となる。
【００１２】
従って、本発明の第１の態様によれば、操作レバーの操作による油圧アクチュエータの操作性を向上することができる。
【００１３】
尚、操作レバーの操作量に対する前記方向切換弁スプール弁のブリードオフ通路の開口面積の特性は、該ブリードオフ通路の閉じ始めの直後は、操作レバーの操作量の増加に伴い急激にブリードオフ通路の開口面積が小さくなり、その後、操作レバーの操作量の増加に伴い比較的緩やかに該開口面積が小さくなっていくような特性が好適である。
【００１４】
かかる本発明の第１の態様の油圧作業機では、前記開口面積指示操作手段は、例えば油圧作業機の運転者による操作ツマミ等の操作子の操作に応じて前記可変開口弁の開口面積を前記可変開口弁制御手段に対して指示するようにすることも可能であるが、前記油圧作業機の運転者が発する音声を受信する手段を備え、該運転者が発する所定種類の音声に応じて前記前記可変開口弁制御手段に対して前記可変開口弁の開口面積を指示するようにすることが好適である。
【００１５】
これによれば、運転者が油圧作業機による作業を行いながら、可変開口弁の所望の開口面積、ひいては、前記操作レバーの操作に対する前記油圧アチュエータの動作特性を指示することができる。
【００１６】
また、本発明の第２の態様の油圧作業機は、前記の目的を達成するために、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を制御すべく該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの管路に設けられると共にブリードオフ通路を有する方向切換スプール弁と、該方向切換スプール弁を操作するための操作レバーと、前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路を流れる圧油の流量を調整すべく該ブリードオフ通路に連なる流路に設けられた開口面積を調整可能な可変開口弁と、該可変開口弁の開口面積を制御する可変開口弁制御手段と、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段とを備え、前記可変開口弁制御手段は、前記負荷検出手段により検出された負荷が大きい程、前記可変開口弁の開口面積を小さくするように該開口面積を前記負荷に応じて決定すると共に、前記操作レバーが前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前の操作量としてあらかじめ定めた所定操作量以上に操作されたとき、該操作レバーの操作量によらずに前記負荷に応じて決定した開口面積に前記可変開口弁を制御することを特徴とするものである。
【００１７】
かかる本発明の第２の態様では、前記第１の態様と同様、前記ブリードオフ通路が閉じ始めて油圧アククエータへの圧油の供給が開始する際における前記ブリードオフ通路の開口面積と前記可変開口弁の開口面積とを合わせた合成開口面積は、前記可変開口弁の開口面積が小さい程、小さくなる。そして、本発明では、前記負荷検出手段により油圧アクチュエータの負荷を検出し、この検出した負荷が大きい程、前記可変開口弁の開口面積を小さくするように該可変開口弁の開口面積を制御する。従って、油圧アクチュエータの負荷が比較的大きい場合でも、油圧アクチュエータへの圧油の供給が開始される際の前記合成開口面積が自動的に負荷の大きさに適した小さめの面積に制御されることとなる。この結果、前記第１の態様と同様に、操作レバーの操作に伴う前記油圧アクチュエータの起動（作動開始）を、油圧アクチュエータの負荷によらずに迅速に行われる。
【００１８】
また、操作レバーの操作量が前記所定操作量以上になると、前記可変開口弁の開口面積は、操作レバーの操作量によって変化しないため、前記第１の態様と同様に、操作レバーの操作量に対する前記ブリードオフ通路の開口面積の特性を生かして、油圧アクチュエータを操作することが可能となる。
【００１９】
従って、本発明の第２の態様によれば、操作レバーの操作による油圧アクチュエータの操作性を向上することができる。
【００２０】
尚、本発明の第２の態様では、操作レバーの操作量が前記所定量以上であるときの前記可変開口弁の開口面積の制御については、油圧アクチュエータの負荷をリアルタイムで逐次検出し、それに応じて該開口面積を逐次制御するようにしてもよいが、例えば作業者がなんらかの所定の操作を行った時点での油圧アクチュエータの負荷に応じて可変開口弁の開口面積を制御するようにしてもよい。
【００２１】
また、操作レバーの操作量に対する前記方向切換弁スプール弁のブリードオフ通路の開口面積の特性は、本発明の第１の態様の場合と同様の特性であることが好適である。
【００２２】
また、前述の本発明の第１及び第２の態様では、前記油圧作業機が、例えば前記油圧アクチュエータ及び方向切換スプール弁としてそれぞれブームシリンダ及びブーム用方向切換スプール弁を具備する油圧ショベルである場合には、前記可変開口弁制御手段は、該ブーム用方向切換スプール弁を操作するための前記操作レバーが前記油圧ショベルのブームの上昇方向及び下降方向のうちの上昇方向に操作された場合にのみ、前記可変開口弁の開口面積の制御を行うことが好適である。
【００２３】
すなわち、油圧ショベルによる作業では、特に、ブームシリンダによるブームの上昇動作の際に、ブームシリンダに大きな負荷がかかりやすいので、前記可変開口弁制御手段による可変開口弁の開口面積に制御は、前記操作レバーが油圧ショベルのブームの上昇方向に操作された場合にのみ行うことが好適である。これにより、操作レバーの操作に対するブームの操作性、ひいては、油圧ショベルによる作業性（作業のし易さ）を向上させることができる。
【００２４】
尚、本発明の第１及び第２の態様では、例えば油圧作業機が油圧ショベルである場合においては、二つの油圧ポンプの吐出圧油を合流させてブームシリンダやアームシリンダに供給する場合に各油圧ポンプに連なるブリードオフ流路を閉じるべく設けられるカット弁を前記可変開口弁として用いるようにしてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の油圧作業機の第１実施形態を図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施形態の油圧作業機の要部の油圧回路図、図２〜図４は本実施形態の油圧作業機の作動を説明するための線図である。尚、本実施形態の油圧作業機は、油圧ショベルである。また、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。
【００２６】
図１を参照して、まず、本実施形態の油圧ショベルの全体的な概要構成を説明する。同図中、１，２は可変容量型の油圧ポンプ、３，４はそれぞれ図示を省略する右側走行用油圧モータ及びバケットシリンダへの圧油の供給を制御するための方向切換スプール弁、５は本発明における油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ６への圧油の供給を制御するための方向切換スプール弁、７，８，９はそれぞれ図示を省略する左側走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ及びアームシリンダへの圧油の供給を制御するための方向切換スプール弁である。
【００２７】
本実施形態では、前記油圧ポンプ１の吐出口に、方向切換スプール弁３，４，５が管路１０を介して順次接続されており、これらの方向切換スプール弁３，４，５をそれぞれ介して前記右側走行用油圧モータ、バケットシリンダ、ブームシリンダ６に油圧ポンプ１から圧油を供給可能としている。同様に、前記油圧ポンプ２の吐出口に、方向切換スプール弁７，８，９が管路１１を介して順次接続されており、これらの方向切換スプール弁７，８，９，をそれぞれ介して前記左側走行用モータ、旋回用モータ、アームシリンダに油圧ポンプ２から圧油を供給可能としている。
【００２８】
尚、油圧ショベルの機構的な基本構成は周知であるため、ここでは詳細な説明及び図示は省略するが、前記バケットシリンダ、アームシリンダ、ブームシリンダ６はそれぞれ油圧ショベルのバケット、アーム、ブームを駆動するめのアクチュエータ、旋回用用油圧モータは、油圧ショベルの機体の上部旋回体の旋回動作を行うためのアクチュエータ、右側及び左側走行用油圧モータは、油圧ショベルの機体の下部走行体の走行動作を行うためのアクチュエータである。
【００２９】
図１中、１２は左右の両走行用油圧モータにより直進走行を行う際に、それらの両油圧モータへの圧油の供給量を調整するための切換弁、１３は図示しないブームの上げ動作時に必要に応じて油圧ポンプ１側の圧油に油圧ポンプ２側の圧油を合流させてブームシリンダ６に供給するためのブーム合流弁、１４は図示しないアームの押し動作時に必要に応じて油圧ポンプ２側の圧油に油圧ポンプ１側の圧油を合流させてアームシリンダに供給するためのアーム合流弁である。
【００３０】
また、１５，１６は全開状態から全閉状態まで開口面積を変更可能なカット弁であり、カット弁１５はブームシリンダ６用の方向切換スプール弁５から油タンク１７に至るブリードオフ用の管路１８に介装され、カット弁１６はアームシリンダ用の方向切換スプール弁９から油タンク１７に至るブリードオフ用の管路１９に介装されている。この場合、カット弁１５は、基本的には、油圧ポンプ１側の圧油を前記アーム合流弁１４を介して油圧ポンプ２側の圧油に合流してアームシリンダに供給する際に、管路１８を閉じ、それにより油圧ポンプ１側からアームシリンダに十分な量の圧油を供給することができるようにするためのものである。同様に、カット弁１６は、油圧ポンプ２側の圧油を前記ブーム合流弁１３を介して油圧ポンプ１側の圧油に合流してブームシリンダ６に供給する際に、管路１９を閉じ、それにより油圧ポンプ２側からブームシリンダ６に十分な量の圧油を供給することができるようにするためのものである。
【００３１】
尚、本実施形態では、ブームシリンダ６用の方向切換スプール弁５（以下、ブーム用スプール弁５という）側のカット弁１５は、後述するように本発明における可変開口弁として用いられるものである。
【００３２】
次に、本発明に関連した構成を詳説する。
【００３３】
本発明における油圧アクチュエータとしての前記ブームシリンダ６は、そのボトム側油室６ａが管路２０を介してブーム用スプール弁５に接続されると共に、管路２１を介して前記ブーム合流弁１３に接続され、さらに、ロッド側油室６ｂが管路２２を介してブーム用スプール弁５に接続されている。
【００３４】
前記ブーム用スプール弁５は、そのパイロットポート５ｘ，５ｙがブーム操作用の揺動自在な操作レバー２３ａを有するパイロット操作器２３に接続されている。該パイロット操作器２３は、操作レバー２３ａがその中立位置から例えば図の矢印Ｕの向きに揺動操作されたときに、該操作レバー２３ａの操作量に比例したパイロット圧をパイロットポート５ｘに付与し、また、操作レバー２３ａがその中立位置から例えば図の矢印Ｄの向きに揺動操作されたときに、該操作レバー２３ａの操作量に比例したパイロット圧をパイロットポート５ｙに付与するものである。ここで、操作レバー２３ａの矢印Ｕ側への操作は、ブーム上げ動作（ブーム用シリンダ６の伸長動作）を行う場合の操作であり、矢印Ｄ側への操作は、ブーム下げ動作（ブーム用シリンダ６の短縮動作）を行う場合の操作である。
【００３５】
前記ブーム用スプール弁５は、そのパイロットポート５ｘ又は５ｙにパイロット操作器２３から付与されるパイロット圧に応じて図示しないスプールが移動して作動状態が切換わる弁であり、油圧ポンプ１側から供給される圧油の余剰油を前記カット弁１５側の管路１８を介して油タンク１７に還流させるブリードオフ通路５ａを有している。そして、該ブーム用スプール弁５は、その基本的作動位置として、図示のＡ位置、Ｂ位置、Ｃ位置を有している。
【００３６】
前記Ｂ位置は、前記操作レバー２３ａが中立位置にある状態（パイロットポート５ｘ、５ｙのいずれにもパイロット圧が付与されていない状態）におけるブーム用スプール弁５の中立位置であり、該Ｂ位置では、油圧ポンプ１側の管路１０（以下、メイン管路１０という）を前記カット弁１５（可変開口弁）側の管路１８（以下、ブリードオフ管路１８という）にブリードオフ通路５ａを介して開通すると共に、ブーム用シリンダ６のボトム側油室６ａ、ロッド側油室６ｂにそれぞれ連なる管路２０，２１を閉じる。従って、この中立位置Ｂでは、ブーム用シリンダ６は作動不能とされる。
【００３７】
また、前記Ａ位置は、操作レバー２３ａが矢印Ｕ側（ブーム上げ側）に最大操作された状態に対応するブーム用スプール弁５の作動位置であり、該Ａ位置では、ブリードオフ通路５ａを閉じると共に、前記バケットシリンダ用の方向切換スプール弁４の上流側で前記メイン管路１０から分岐された分岐管路１０ａを前記管路２０に開通し、さらに、管路２２を管路２４を介して油タンク１７に開通する。従って、このＡ位置では、ブーム用シリンダ６のボトム側油室６ａに油圧ポンプ１の吐出圧油が供給されるようになり、該ブーム用シリンダ６が伸長側（ブームの上げ側）に作動可能となる。
【００３８】
また、前記Ｃ位置は、操作レバー２３ａが矢印Ｄ側（ブーム下げ側）に最大操作された状態に対応するブーム用スプール弁５の作動位置であり、該Ｃ位置では、ブリードオフ通路５ａを閉じると共に、前記分岐管路１０ａを前記管路２２に開通し、さらに、管路２０を管路２４を介して油タンク１７に開通する。従って、このＣ位置では、ブーム用シリンダ６のロッド側油室６ｂに油圧ポンプ１の吐出圧油が供給されるようになり、該ブーム用シリンダ６が短縮側（ブームの下げ側）に作動可能となる。
【００３９】
尚、前記ブリードオフ通路５ａは、前記中立位置ＢとＡ位置との間では、ブーム用スプール弁５のスプールのプロファイルによって、その開口面積がパイロット操作器２３からパイロットポート５ｘに付与されるパイロット圧（以下、ブーム上げパイロット圧Ｐｉという）に応じて例えば図２に実線ａで示すような形態で変化する。すなわち、ブーム上げパイロット圧Ｐｉがある所定圧Ｐi0（例えば０．５ＭＰａ）に上昇するまでは、ブリードオフ通路５ａの開口面積は全開状態に維持されるが、該所定圧Ｐi0を超えると、ブーム上げパイロット圧Ｐｉの増加に伴い、急激にブリードオフ通路５ａの開口面積が小さくなり、その後、該ブーム上げパイロット圧Ｐｉの増加に伴い緩やかに開口面積が小さくなっていくようになっている。
【００４０】
本発明における可変開口弁としての前記カット弁１５は、そのパイロットポート１５ｘが電磁比例弁２５に接続されている。該電磁比例弁２５は、そのソレノイド２５ｘへの通電電流に比例したパイロット圧を図示しないパイロットポンプの吐出圧油から生成し、それをカット弁１５のパイロットポート１５ｘに付与するものである。そして、カット弁１５は、その開口面積が、パイロットポート１５ｘに付与されるパイロット圧に応じて変化し、該パイロット圧が大きい程（電磁比例弁２５の通電電流が大きい程）、開口面積が小さくなる。
【００４１】
本実施形態では、上述した油圧回路構成の他、前記電磁比例弁２５の通電制御、ひいては、カット弁１５の開口面積の制御を行うためのコントローラ２６（電子回路ユニット）と、ブーム用スプール弁５のパイロットポート５ｘにパイロット操作器２３から付与されるブーム上げパイロット圧Ｐｉを操作レバー２３ａの操作量を表すパラメータとして検出する圧力センサ２７と、カット弁１５の開口面積を作業者がコントローラ２６に指示するための操作ボリューム２８と、該操作ボリューム２８によるカット弁１５の開口面積を指示するモードを選択するためのモード選択スイッチ２９（ON/OFFスイッチ）とが備えられ、圧力センサ２７、操作ボリューム２８及びモード選択スイッチ２９がコントローラ２６に電気的に接続され、コントローラ２６が前記電磁比例弁２５のソレノイド２５ｘに電気的に接続されている。
【００４２】
ここで、コントローラ２６は、本発明における可変開口弁制御手段としての機能を有するものであり、操作ボリューム２８は、本発明における開口面積指示操作手段としての機能を有するものである。
【００４３】
前記操作ボリューム２８は、本実施形態では、図示のＰ位置とＱ位置との間で回転可能なダイヤル式のものであり、その操作位置（回転位置）に応じたレベルの信号をコントローラ２６に出力する。この場合、操作ボリューム２８の操作位置がＰ位置寄りであるほど、カット弁１５の開口面積の指示値が小いものとされ、逆に操作位置がＱ位置寄りであるほど、カット弁１５の開口面積の指示値が大きいものとされている。
【００４４】
また、コントローラ２６は、操作ボリューム２８の操作位置に応じて前記電磁比例弁２５の通電電流（以下、カット弁開口制御用電流という）を決定するためのデータテーブルを有しており、このデータテーブルは例えば図３に示すように設定されている。この場合、コントローラ２６が操作ボリューム２８の操作位置に応じて決定するカット弁開口制御用電流は、操作ボリューム２８の操作位置がＰ位置寄りであるほど、大きくなり（但し既定の上限電流Ｉmax以下）、該操作位置がＱ位置寄りであるほど、小さくなる（但し既定の下限電流Ｉmin以上）。尚、電磁比例弁２５の通電電流が上記上限電流Ｉmaxであるときにはカット弁１５は全閉状態となり、上記下限電流Ｉminであるときにはカット弁１５は全開状態となる。
【００４５】
次に、かかる本実施形態の油圧ショベルの作動を説明する。
【００４６】
作業者は例えば油圧ショベルによる作業を開始する前や作業の休止時等に、前記モード選択スイッチ２９をON操作した状態で、操作ボリューム２８の操作位置を調整する。このとき、例えばブーム等の動作による重負荷作業を行う場合、あるいはバケットを標準的なものよりも重量のあるものに交換した場合等、ブームシリンダ６の負荷が重いと判断されるような状況では、操作ボリューム２８を前記Ｐ位置寄りに操作する。また、ブームシリンダ６の負荷が軽いと判断されるような状況では、操作ボリューム２８を前記Ｑ位置寄りに操作する。換言すれば、作業時に予測されるブームシリンダ６の負荷が重いほど、カット弁１５の開口面積の指示値を小さくするように操作ボリューム２８を操作し、逆に、予測される負荷が小さいほど、カット弁１５の開口面積の指示値を大きくするように操作ボリューム２８を操作する。
【００４７】
そして、作業者が該操作ボリューム２８の操作後、モード選択スイッチ２９をOFF操作すると、コントローラ２６は、操作ボリューム２８の現在の操作位置から前記図３のデータテーブルに基づいて前記カット弁開口制御用電流を決定し（例えば図３のＩｘ）、それを図示しないメモリに記憶保持する。
【００４８】
次いで、作業者が油圧ショベルによる作業を開始し、ブーム用の操作レバー２３ａをブーム上げ側に操作すると、コントローラ２６は次のようにカット弁１５の開口面積を電磁比例弁２５を介して制御する。すなわち、コントローラ２６は、前記圧力センサ２７により検出されるブーム上げパイロット圧Ｐｉ（これは操作レバー２３ａのブーム上げ側の操作量を表す）があらかじめ定めた所定値Ｐi1（図２参照）以上であるか否かを判断する。ここで図２を参照して、前記所定値Ｐi1は、本実施形態では、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａが閉じ始めるブーム上げパイロット圧Ｐi0よりも若干小さい値に定められている。
【００４９】
そして、コントローラ２６は、図４に示すように、ブーム上げパイロット圧Ｐｉの検出値が、Ｐｉ＜Ｐi1であるときには、電磁比例弁２５の通電電流値を前記下限電流値Ｉminとし、その下限電流値Ｉminで電磁比例弁２５に通電する。従って、この場合には、前記カット弁１５は全開状態に制御される。
【００５０】
また、Ｐｉ≧Ｐi1であるときには、コントローラ２６は、図４に示すように、先に前記操作ボリューム２８の操作位置に対応して記憶保持した前記カット弁開口制御用電流Ｉxで電磁比例弁２５に通電する。従って、この場合には、前記カット弁１５は、操作ボリューム２８の操作位置に対応した開口面積に制御される。
【００５１】
このような電磁比例弁２５の通電制御によって、ブーム用の操作レバー２３ａを中立位置からブーム上げ側に操作したとき、カット弁１５の開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉが、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａが閉じ始める直前の所定値Ｐi1に達するまでは（この状態は操作レバー２３ａの操作位置が中立位置近傍の所謂不感帯に存する状態である）、全開状態に維持される。そして、ブーム上げ側への操作レバー２３ａの操作量がさらに大きくなって、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａが閉じ始める直前になると、カット弁１５の開口面積は操作ボリューム２８の操作により作業者が指示した開口面積に制御され、Ｐｉ≧Ｐi1となる操作レバー２３ａの操作位置では、該操作レバー２３ａの操作量によらずに（ブーム上げパイロット圧Ｐｉによらずに）、カット弁１５の開口面積が指示された開口面積で一定に制御される。
【００５２】
かかる本実施形態の油圧ショベルによれば、例えば操作ボリューム２８によりカット弁１５の開口面積を全開状態の開口面積に指示したとき、カット弁１５の開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉ（操作レバー２３ａのブーム上げ側の操作量）に対して図２に一点鎖線ｂ’で示すようになり、このとき、前記ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積とカット弁１５の開口面積とを合わせた合成開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して、図２に実線ｂで示すように変化する。
【００５３】
また、例えば操作ボリューム２８によりカット弁１５の開口面積をより小さな開口面積に指示したとき、カット弁１５の開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して図２に二点鎖線ｃ’で示すように変化し、このとき、前記合成開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して、例えば図２に実線ｃで示すように変化する。
【００５４】
尚、上記合成開口面積は、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積をＡｂ、カット弁１５の開口面積をＡｃとしたとき、Ａｂ・Ａｃ／√（Ａｂ2＋Ａｃ2）という式により求められる。また、以下の説明では、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａと、カット弁１５を有するブリードオフ管路１８とを合わせた流路と総称的にブリードオフ流路と称し、上記合成開口面積をブリードオフ流路の合成開口面積と称することがある。
【００５５】
図２の実線ａ〜ｃを比較して明らかなように、ブリードオフ流路の合成開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して（操作レバー２３ａのブーム上げ側の操作量に対して）、スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積と概ね同様の形態で変化し、ブーム上げパイロット圧Ｐｉが所定値Ｐi1（但し、カット弁１５の開口面積の指示値が全開状態の開口面積であるときは、所定値Ｐi0）を超えたときから急激に合成開口面積が小さくなり、その後、ブーム上げパイロット圧Ｐｉの増加に伴い（操作レバー２３ａの操作量の増加に伴い）、比較的緩やかに合成開口面積が小さくなっていく。また、この場合、操作ボリューム２８の操作によるカット弁１５の開口面積の指示値、すなわち、ブーム上げパイロット圧Ｐｉが所定値Ｐi1以上であるときに制御されるカット弁１５の開口面積が小さい程、操作レバー２３ａの操作によりブーム上げパイロット圧Ｐｉが所定値Ｐi1を超えた直後の合成開口面積も小さくなる。
【００５６】
従って、油圧ショベルによる作業時のブームシリンダ６の負荷が大きいと判断される状況では、作業者が操作ボリューム２８によりカット弁１５の開口面積を小さめに指示し、また、その開口面積の指示値をブームシリンダ６の負荷が大きい程、小さくするように操作ボリューム２８を操作することにより、ブームシリンダ６のボトム側油室６ａに圧油の供給が開始する際における前記ブリードオフ流路の合成開口面積が、ブームシリンダ６の負荷に適合した小さめの開口面積となる。その結果、ブームシリンダ６の負荷が大きい状況でも、操作レバー２３ａの操作量が小さい段階でブーム用スプール弁５の上流側の圧油の圧力が迅速に上昇するようになり、ブームシリンダ６の起動を操作レバー２３ａの初期操作段階で円滑に行うことができる。
【００５７】
また、ブームシリンダ６の起動後は、ブリードオフ流路の合成開口面積は、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積と同様の形態で、操作レバー２３ａの操作量に対して変化するため、操作レバー２３ａの操作量に対するブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態でブームシリンダ６を操作することができ、該ブームシリンダ６を操作レバー２３ａの操作により円滑に作動させることができる。すなわち、ブームシリンダ６の起動後は、ブリードオフ流路の合成開口面積は、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積と同様に、操作レバー２３ａの操作量の増加に伴い、比較的緩やかに小さくなっていくため、操作レバー２３ａの操作量の変化に対してブームシリンダ６の挙動が過剰に変化することがない。このため、作業者はブームシリンダ６の所望の作動を行わせ易くなり、ブームシリンダ６の操作性が高まる。
【００５８】
また、前記ブリードオフ流路を流れる圧油の流量は、ブームシリンダ６の負荷圧に応じて増減し、ブームシリンダ６に供給される圧油の流量を一定に維持するように作用するため、ブームシリンダ６の負荷圧の変動によらずにブームシリンダ６の安定した挙動を確保することができる。
【００５９】
尚、本実施形態では、カット弁１５の開口面積の前述のような制御は、ブーム上げ動作の場合にだけ行われ、ブーム下げ動作の場合は行われず、ブーム下げ動作の場合には、カット弁１５の開口面積は全開状態とされる。これは、ブーム下げ動作時は、ブームシリンダ６は、その短縮方向に負荷を受けるため、ブームシリンダ６の負荷の大小は、ブーム下げ動作時のブームシリンダ６の操作性にほとんど影響を及ぼさないためである。
【００６０】
次に、本発明の油圧作業機の第２実施形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は本実施形態の油圧作業機の要部の油圧回路図、図６は本実施形態の油圧作業機の作動を説明するための線図である。尚、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。また、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の構成のみが相違するものであるので、同一構成部分については第１実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
【００６１】
図５を参照して、本実施形態の油圧ショベルは、油圧回路の構成は前記第１実施形態と同一であり、前記電磁比例弁２５を介してカット弁１５の開口面積を制御するコントローラ２６に対する入力データとそれに応じたコントローラ２６の制御処理の形態が第１実施形態のものと相違している。
【００６２】
すなわち、本実施形態の油圧ショベルでは、前記第１実施形態のものの操作ボリューム２８及びモード設定スイッチ２９を具備せず、これに代えて、マイクロフォン３０が本発明における開口面積指示操作手段として設けられ、このマイクロフォン３０の音声出力信号がコントローラ２６に入力されるようになっている。そして、コントローラ２６は、マイクロフォン３０の出力信号により該マイクロフォン３０に入力された音声を認識可能とされている。尚、マイクロフォン３０は、油圧ショベルの運転室内に配置されている。
【００６３】
この場合、本実施形態では、コントローラ３０は、カット弁１５の開口面積を小さくすることを意味する第１特定音声と、カット弁１５の開口面積を大きくすることを臣する第２特定音声との二種類の音声を認識可能とされている。これらの第１及び第２特定音声は基本的には区別可能なものであればどのようなものでもよい。本実施形態では、カット弁１５の開口面積を小さくすることが、操作レバー２３ａの操作（ブーム上げ方向の操作）に応じたブームシリンダ６の起動タイミングを早めることに対応することから、第１特定音声を例えば「早く」という音声とし、第２特定音声を例えば「遅く」という音声としている。
【００６４】
本実施形態の次のようにカット弁１５の開口面積の制御がコントローラ２６により行われる。
【００６５】
すなわち、作業者が油圧ショベルによる作業を行っている際等に、操作レバー２３ａのブーム上げ側での操作に応じたブームシリンダ６の起動タイミングが遅く、ブームシリンダ６の負荷が比較的大きいと判断される状況では、作業者はマイクロフォン３０に「早く」という第１特定音声を入力する。このとき、コントローラ２６は、この第１特定音声が入力されたことを認識すると、前記圧力センサ２７により検出されるブーム上げパイロット圧Ｐｉが前記第１実施形態で説明した所定値Ｐi1（図２参照）以上であるときに電磁比例弁２５に通電すべき電流としての前記カット弁開口制御電流の設定値を図６に示すように現在の設定値よりも、からかじめ定められた所定量ΔＩだけ増加させ、それを図示しないメモリに記憶保持する。そして、上記第１特定音声がマイクロフォン３０に繰り返し入力されると、その入力の都度、カット弁開口制御電流の設定値を、電磁比例弁２５の既定の上限電流Ｉmaxを限度として上記所定量ΔＩずつ増加させる。逆に、作業者がマイクロフォン３０に「遅く」という第２特定音声を入力したときには、コントローラ２６は、前記カット弁開口制御電流の設定値を図６に示すように現在の設定値よりも前記所定量ΔＩだけ減少させ、それを記憶保持する。さらに、このとき、上記第２特定音声がマイクロフォン３０に繰り返し入力された場合には、その入力の都度、カット弁開口制御電流の設定値を、電磁比例弁２５の既定の下限電流Ｉminを限度として上記所定量ΔＩずつ減少させる。
【００６６】
そして、コントローラ２６は、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ＜Ｐi1であるときには、前記第１実施形態と同様に、電磁比例弁２５に下限電流Ｉminを通電してカット弁１５の開口面積を全開状態の開口面積に制御するが、Ｐｉ≧Ｐi1であるときには、上述のようにマイクロフォン３０の入力音声に応じて設定して記憶保持したカット弁開口制御電流で電磁比例弁２５に通電する。このとき、カット弁１５の開口面積は、電磁比例弁２５のカット弁開口制御電流に対応した開口面積に制御される。
【００６７】
かかる本実施形態の油圧ショベルにおいては、ブームシリンダ６の負荷が大きいと判断される状況では、作業者が適宜前記第１特定音声や第２特定音声をマイクロフォン３０に入力することで、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積をブームシリンダ６の負荷に適合した小さめの開口面積に制御することができ、また、Ｐｉ≧Ｐi1である状態では操作レバー２３ａの操作量によらずにカット弁１５の開口面積がマイクロフォン３０への音声入力に基づく指示値に制御される。このため、前記第１実施形態のものと同様に、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の起動を早期のタイミングで行うことができると共に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態で、ブームシリンダ６の操作を円滑に行うことができる。
【００６８】
また、特に、マイクロフォン３０への音声入力によりカット弁１５の開口面積に設定が行われるので、ブームシリンダ５の負荷状態に合わせたカット弁１５の開口面積の設定・制御を、油圧ショベルによる作業を行いながら実行することができる。
【００６９】
次に、本発明の油圧作業機の第３実施形態を図７を参照して説明する。図７は本実施形態の油圧作業機の要部の油圧回路図である。尚、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。また、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の構成のみが相違するものであるので、同一構成部分については第１実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
【００７０】
図７を参照して、本実施形態の油圧ショベルは、その油圧回路の基本的構成は前記第１実施形態のものと同一であるが、ブーム上げ動作時にブリードオフ流路のカット弁１５を駆動するための構成が前記第１実施形態のものと相違している。
【００７１】
この相違する構成について説明すると、本実施形態は、ブーム上げ動作時のカット弁１５の開口面積を油圧機器を用いて制御するようにしたものであり、そのための油圧機器として、減圧弁３１と開閉弁３２とを具備している。
【００７２】
前記減圧弁３１は、図示しないパイロットポンプの吐出圧油から、バネ３１ａの設定圧（バネ３１ａの弾性力）に対応するパイロット圧を生成するものであり、バネ３１ａの設定圧は、図示しないネジ等の操作によりバネ３１ａの圧縮量を調整することで、可変的に調整可能とされている。この場合、バネ３１ａの設定圧を大きくするほど、減圧弁３１が生成するパイロトット圧は大きくなる。
【００７３】
そして、この減圧弁３１の出口側に前記開閉弁３２が接続されている。該開閉弁３２は、そのパイロットポート３２ｘが前記操作器２３に接続されており、該操作器２３から、ブーム用スプール弁５に与えられるブーム上げパイロット圧Ｐｉと同じパイロット圧Ｐｉが付与されるようになっている。そして、該開閉弁３２は、そのパイロットポート３２ｘに付与されるブーム上げパイロット圧Ｐｉが、前記第１実施形態で説明した所定値Ｐi1（図２参照）に満たないときには、全閉状態となり、且つ、Ｐｉ≧Ｐi1であるときには、全開状態となるように開閉弁３２のバネ３２ａの設定圧があらかじめ調整されている。
【００７４】
そして、この開閉弁３２の出口側と、前記第１実施形態で備えたものと同様の電磁比例弁２５の出口側とがシャトル弁３３を介してカット弁１５のパイロットポート１５ｘに接続されている。
【００７５】
尚、本実施形態では、電磁比例弁２５は、図示しないアームシリンダの所定の作動時に油圧ポンプ１の吐出圧油を油圧ポンプ２の吐出圧油に合流させて該アームシリンダに供給する場合に、カット弁１５を閉じるために設けられており、本実施形態では図示を省略するコントローラにより、上記の合流作動時に通電制御され、通常時は、パイロット圧を発生しない。
【００７６】
また、本実施形態では、減圧弁３１のバネ３１ａが本発明における開口面積指示操作手段としての機能を有するものであり、また、減圧弁３１及び開閉弁３２が本発明における可変開口弁制御手段としての機能を有するものである。
【００７７】
かかる本実施形態の油圧ショベルでは、作業の開始前や作業の休止時等に、前記減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧を調整しておく。この場合、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の負荷が比較的大きいと判断される状況では、バネ３１ａの設定圧を大きめに調整し、また、ブームシリンダ６の負荷が大きい程、バネ３１ａの設定圧を大きくするように該設定圧を調整する。
【００７８】
次いで、作業に際してブーム上げ動作を行うべく、作業者が操作レバー２３ａを中立位置からブーム上げ側に操作すると、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ＜Ｐi1となる状態では、前記開閉弁３２が閉じているため、カット弁１５のパイロットポート１５ｘには、パイロット圧が付与されず、従って、該カット弁１５の開口面積は、全開状態の開口面積に維持される。そして、操作レバー２３ａの操作量の増加に伴いブーム上げパイロット圧Ｐｉが増加し、Ｐｉ≧Ｐi1となると、開閉弁３２が開き、これに伴い、減圧弁３１からバネ３１ａの設定圧に対応したパイロット圧が開閉弁３２、シャトル弁３３を介してカット弁１５のパイロットポート１５ｘに付与される。これにより、カット弁１５の開口面積は、減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧に応じた開口面積に制御される。この場合、減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧が大きい程、カット弁１５の開口面積は小さくなる。そして、Ｐｉ≧Ｐi1となる状態では、操作レバー２３ａの操作量によらずに、カット弁１５の開口面積は、減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧に応じた開口面積に維持される。
【００７９】
かかる本実施形態の油圧ショベルにおいては、ブームシリンダ６の負荷が大きいと判断される状況では、作業者が適宜、前記減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧を調整することで、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積をブームシリンダ６の負荷に適合した小さめの開口面積に制御することができ、また、Ｐｉ≧Ｐi1である状態では操作レバー２３ａの操作量によらずにカット弁１５の開口面積が前記バネ３１ａの設定圧に基づく指示値に制御される。このため、前記第１実施形態のものと同様に、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の起動を早期のタイミングで行うことができると共に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態で、ブームシリンダ６の操作を円滑に行うことができる。
【００８０】
次に、本発明の油圧作業機の第４実施形態を図８及び図９を参照して説明する。図８は本実形態の油圧作業機の要部の油圧回路図、図９は本実施形態の油圧作業機の作動を説明するための線図である。尚、本実施形態は、本発明の第２の態様の実施形態である。また、本実施形態は、前記第２実施形態と一部の構成のみが相違するものであるので、同一構成部分については第２実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
【００８１】
図８を参照して、本実施形態の油圧ショベルは、油圧回路の構成は前記第１実施形態と同一であり、前記電磁比例弁２５を介してカット弁１５の開口面積を制御するコントローラ２６に対する入力データとそれに応じたコントローラ２６の制御処理の形態が第１実施形態のものと相違している。
【００８２】
すなわち、本実施形態の油圧ショベルでは、前記第１実施形態のものの操作ボリューム２８及びモード設定スイッチ２９に代えて、ブームシリンダ６の伸長動作時（ブーム上げ動作時）における該ブームシリンダ６の負荷圧Ｐfを検出する負荷圧検出手段としての圧力センサ３４がブームシリンダ６のボトム側油室６ａに連なる管路２０に接続されている。そして、この圧力センサ３４の検出信号がコントローラ２６に入力されるようになっている。
【００８３】
そして、本実施形態では、コントローラ２６は、前記圧力センサ２７により検出されるブーム上げパイロット圧Ｐｉが前記第１実施形態で説明した所定値Ｐi1（図２参照）以上であるときに電磁比例弁２５に通電すべき電流としての前記カット弁開口制御電流を前記圧力センサ３４により検出されるブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて逐次決定するようにしており、この決定を行うために、例えば図９に示すようなデータテーブルを保持している。この場合、該データテーブルでは、コントローラ２６がブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて決定するカット弁開口制御用電流は、既定の上限電流Ｉmaxと下限電流Ｉminとの間の範囲で、負荷圧Ｐｆが大きい程、大きくなる。
【００８４】
かかる本実施形態の油圧ショベルでは、ブーム上げ動作の作業時に、コントローラ２６は、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ＜Ｐi1となる操作レバー２３ａの操作域では、前記第１実施形態のものと同様に、電磁比例弁２５の通電電流を下限電流Ｉminとし、カット弁１５の開口面積を全開状態に保持する。そして、Ｐｉ≧Ｐi1となる操作レバー２３ａの操作域では、前記圧力センサ３４により検出されるブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて前記図９のデータテーブルによりカット弁開口制御用電流を逐次決定し、その決定したカット弁開口制御用電流で電磁比例弁２５に通電する。このため、Ｐｉ≧Ｐi1となる状態では、カット弁１５の開口面積は、ブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じた開口面積に制御される。より詳しくは、負荷圧Ｐｆが大きい程、カット弁１５の開口面積が小さくなるように該開口面積Ｐｆが制御される。
【００８５】
かかる本実施形態の油圧ショベルにおいては、ブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆを逐次検出し、この検出される負荷圧Ｐｆが大きいほど、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積が小さくなるように該開口面積が自動的に制御され、また、Ｐｉ≧Ｐi1である状態では操作レバー２３ａの操作量によらずにカット弁１５の開口面積がブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに適した開口面積に制御される。このため、前記第１実施形態のものと同様に、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の起動を早期のタイミングで行うことができると共に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態で、ブームシリンダ６の操作を円滑に行うことができる。
【００８６】
尚、本実施形態では、Ｐｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積を、ブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて逐次リアルタイムで制御するようにしたが、例えば、作業者が所定の操作スイッチを操作した時における負荷圧Ｐｆに対応して定まるカット弁開口制御用電流をコントローラ２６で記憶保持するようにしておき、以後、その記憶保持したカット弁開口制御用電流を用いて、Ｐｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積を制御するようにしてもよい。このようにすると、作業者の好みに合わせてカット弁１５の開口面積を制御することができる。
【００８７】
また、以上説明した第１〜第４の各実施形態では、ブームシリンダ６の作動に関してのみ、ブリードオフ流路のカット弁１５の開口面積の前述のような制御を行うようにしたが、例えばアームシリンダやバケットシリンダの作動においても、ブリードオフ流路のカット弁の開口面積を前述の各実施形態と同様に制御するようにしてもよい。そして、この場合、カット弁の開口面積の制御は、アームシリンダやバケットシリンダの伸長方向、短縮方向の両方向において行うようにしてもよい。尚、この場合、前記各実施形態における油圧回路では、アームシリンダの作動時に開口面積を制御するカット弁は、図１のカット弁１６であり、バケットシリンダの作動時に開口面積を制御するカット弁は、図１のカット弁１５である。
【００８８】
また、前記各実施形態では、本発明における可変開口弁としてカット弁１５を用いたが、このカット弁１５とは別に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの下流側あるいは上流側に可変開口弁を設け、その可変開口弁の開口面積を前記各実施形態と同様に制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧作業機の第１実施形態における要部の油圧回路図。
【図２】図１の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図３】図１の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図４】図１の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図５】本発明の油圧作業機の第２実施形態における要部の油圧回路図。
【図６】図５の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図７】本発明の油圧作業機の第３実施形態における要部の油圧回路図。
【図８】本発明の油圧作業機の第４実施形態における要部の油圧回路図。
【図９】図８の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【符号の説明】
１…油圧ポンプ、５…ブーム用方向切換スプール弁、５ａ…ブリードオフ通路、６…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１５…カット弁（可変開口弁）、２３…操作レバー、２６…コントローラ（可変開口弁制御手段）、２８…操作ボリューム（開口面積指示操作手段）、３０…マイクロフォン（開口面積指示操作手段）、３１…減圧弁（可変開口弁制御手段）、３２…開閉弁（可変開口弁制御手段）、３１ａ…バネ（開口面積指示操作手段）、３４…圧力センサ（負荷検出手段）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば油圧ショベルでは、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ等の油圧アクチュエータと、エンジンにより駆動される油圧ポンプとが備えられ、該油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの圧油の供給を方向切換スプール弁を介して制御するようにしている。前記方向切換スプール弁は、そのスプールが操作レバーの操作量及び操作方向に応じてパイロット圧油等を介して駆動され、油圧アクチュエータの作動方向や油圧アクチュエータへの圧油の供給量を制御する。
【０００３】
この種の油圧ショベルでは、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給制御を担う油圧回路は、方向切換スプール弁にブリードオフ通路を備えたオープン回路が一般的に用いられている。前記ブリードオフ通路は、方向切換スプール弁の中立状態（操作レバーの中立状態）では、油圧ポンプを油圧タンクに開放する。そして、操作レバーが中立状態から操作され、それに応じて方向切換スプール弁のスプールが変位すると、ブリードオフ通路は、前記スプールのプロファイル等によってあらかじめ定められた開口特性（操作レバーの操作量に対する開口面積の特性）で開口面積が閉じ側に変化する。
【０００４】
ところで、油圧ショベルでの作業形態は、重負荷作業から軽負荷作業まで多岐にわたっている。また、作業内容等に応じてバケット等のアタッチメントを現場にて適宜、交換することがしばしば行われ、標準的なものよりも重いアタッチメントが装着される場合も多々ある。
【０００５】
このような場合、上述のようなオープン回路では、操作レバーの操作に対する油圧アクチュエータの動作特性は、油圧アクチュエータの負荷やアタッチメントの重量の影響を受け易く、油圧アクチュエータの好適な操作性が得られないことが多々ある。例えば、重負荷作業を行う場合や重いアタッチメントを装着した場合には、操作レバーの中立状態からの操作量を通常の場合よりも大きくしなければ油圧アクチュエータが起動せず、また、油圧アクチュエータの作動速度を制御し得る操作レバーの操作量の範囲が狭いものとなってしまう。そして、このような場合には、所望の作業を円滑に行うことが困難となる。
【０００６】
このような不都合を解消し得るものとして、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の管路に圧力補償弁を設け、油圧アクチュエータへの圧油の供給量が該油圧アクチュエータの負荷によらずに、操作レバーの操作量に応じて一義的にに定まるようにした油圧回路システム（所謂ロードセンシングシステム）が知られている。かかるロードセンシングシステムによれば、操作レバーの操作に対する油圧アクチュエータの動作形態を、負荷やアタッチメントの重量によらずに一定にすることができる。
【０００７】
しかるに、かかるシステムでは、圧力補償弁は一般に高価であるため、コスト的に不利なものとなる。また、操作レバーの操作位置に対する油圧アクチュエータの動作が一義的に定まることから、操作レバーの操作位置が僅かに変化しただけで、油圧アクチュエータの動作も敏感に変化し、油圧アクチュエータの一定の動作が要求されるような作業を却って行いずらいものとなるという不都合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、方向切換スプール弁にブリードオフ通路を備えた油圧回路を基本として、操作レバーの操作による油圧アクチュエータの操作性を向上することができる油圧作業機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の油圧作業機はかかる目的を達成するために、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を制御すべく該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの管路に設けられると共にブリードオフ通路を有する方向切換スプール弁と、該方向切換スプール弁を操作するための操作レバーと、前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路を流れる圧油の流量を調整すべく該ブリードオフ通路に連なる流路に設けられた開口面積を調整可能な可変開口弁と、該可変開口弁の開口面積を制御する可変開口弁制御手段と、該可変開口弁制御手段に対して所定の操作により前記可変開口弁の開口面積を指示する開口面積指示操作手段とを備え、前記可変開口弁制御手段は、前記操作レバーが前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前の操作量としてあらかじめ定めた所定操作量以上に操作されたとき、該操作レバーの操作量によらずに前記可変開口面積指示操作手段により指示された開口面積に前記可変開口弁を制御することを特徴とするものである。
【００１０】
かかる本発明の第１の態様では、前記操作レバーの操作によって前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前に、前記可変開口弁の開口面積が前記開口面積指示操作手段の操作によって指示された開口面積に制御されるので、前記ブリードオフ通路が閉じ始めて油圧アククエータへの圧油の供給が開始する際における前記ブリードオフ通路の開口面積と前記可変開口弁の開口面積とを合わせた合成開口面積（前記ブリードオフ通路や可変開口弁の油通路を含めたブリードオフ流路の全体的な開口面積）は、前記開口面積指示操作手段による前記可変開口弁の開口面積の指示値が小さい程、小さくなる。そこで、本発明の第１の態様では、前記油圧アクチュエータの負荷が比較的大きいと判断される状況では、その判断される負荷が大きい程、可変開口弁の開口面積を小さくするように前記開口面積指示操作手段の所定の操作を行っておく。これにより、油圧アクチュエータの負荷が比較的大きい場合でも、油圧アクチュエータへの圧油の供給が開始される際の前記合成開口面積が小さめに制御されるので、前記方向切換スプール弁の上流側（油圧ポンプ側）の圧油の圧力が、前記操作レバーの比較的小さい操作量でも迅速に上昇するようになる。その結果、操作レバーの操作に伴う前記油圧アクチュエータの起動（作動開始）を、油圧アクチュエータの負荷によらずに迅速に行うことが可能となる。
【００１１】
また、操作レバーの操作量が前記所定操作量以上になると、前記可変開口弁の開口面積は、その指示値が変更されない限り操作レバーの操作量によって変化しないため、基本的には、操作レバーの操作量に対する前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路の開口面積の変化の形態と同様の形態で前記合成開口面積が操作レバーの操作量に対して変化することとなる。このため、操作レバーの操作量に対する前記ブリードオフ通路の開口面積の特性を生かして、油圧アクチュエータを操作することが可能となる。
【００１２】
従って、本発明の第１の態様によれば、操作レバーの操作による油圧アクチュエータの操作性を向上することができる。
【００１３】
尚、操作レバーの操作量に対する前記方向切換弁スプール弁のブリードオフ通路の開口面積の特性は、該ブリードオフ通路の閉じ始めの直後は、操作レバーの操作量の増加に伴い急激にブリードオフ通路の開口面積が小さくなり、その後、操作レバーの操作量の増加に伴い比較的緩やかに該開口面積が小さくなっていくような特性が好適である。
【００１４】
かかる本発明の第１の態様の油圧作業機では、前記開口面積指示操作手段は、例えば油圧作業機の運転者による操作ツマミ等の操作子の操作に応じて前記可変開口弁の開口面積を前記可変開口弁制御手段に対して指示するようにすることも可能であるが、前記油圧作業機の運転者が発する音声を受信する手段を備え、該運転者が発する所定種類の音声に応じて前記前記可変開口弁制御手段に対して前記可変開口弁の開口面積を指示するようにすることが好適である。
【００１５】
これによれば、運転者が油圧作業機による作業を行いながら、可変開口弁の所望の開口面積、ひいては、前記操作レバーの操作に対する前記油圧アチュエータの動作特性を指示することができる。
【００１６】
また、本発明の第２の態様の油圧作業機は、前記の目的を達成するために、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を制御すべく該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの管路に設けられると共にブリードオフ通路を有する方向切換スプール弁と、該方向切換スプール弁を操作するための操作レバーと、前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路を流れる圧油の流量を調整すべく該ブリードオフ通路に連なる流路に設けられた開口面積を調整可能な可変開口弁と、該可変開口弁の開口面積を制御する可変開口弁制御手段と、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段とを備え、前記可変開口弁制御手段は、前記負荷検出手段により検出された負荷が大きい程、前記可変開口弁の開口面積を小さくするように該開口面積を前記負荷に応じて決定すると共に、前記操作レバーが前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前の操作量としてあらかじめ定めた所定操作量以上に操作されたとき、該操作レバーの操作量によらずに前記負荷に応じて決定した開口面積に前記可変開口弁を制御することを特徴とするものである。
【００１７】
かかる本発明の第２の態様では、前記第１の態様と同様、前記ブリードオフ通路が閉じ始めて油圧アククエータへの圧油の供給が開始する際における前記ブリードオフ通路の開口面積と前記可変開口弁の開口面積とを合わせた合成開口面積は、前記可変開口弁の開口面積が小さい程、小さくなる。そして、本発明では、前記負荷検出手段により油圧アクチュエータの負荷を検出し、この検出した負荷が大きい程、前記可変開口弁の開口面積を小さくするように該可変開口弁の開口面積を制御する。従って、油圧アクチュエータの負荷が比較的大きい場合でも、油圧アクチュエータへの圧油の供給が開始される際の前記合成開口面積が自動的に負荷の大きさに適した小さめの面積に制御されることとなる。この結果、前記第１の態様と同様に、操作レバーの操作に伴う前記油圧アクチュエータの起動（作動開始）を、油圧アクチュエータの負荷によらずに迅速に行われる。
【００１８】
また、操作レバーの操作量が前記所定操作量以上になると、前記可変開口弁の開口面積は、操作レバーの操作量によって変化しないため、前記第１の態様と同様に、操作レバーの操作量に対する前記ブリードオフ通路の開口面積の特性を生かして、油圧アクチュエータを操作することが可能となる。
【００１９】
従って、本発明の第２の態様によれば、操作レバーの操作による油圧アクチュエータの操作性を向上することができる。
【００２０】
尚、本発明の第２の態様では、操作レバーの操作量が前記所定量以上であるときの前記可変開口弁の開口面積の制御については、油圧アクチュエータの負荷をリアルタイムで逐次検出し、それに応じて該開口面積を逐次制御するようにしてもよいが、例えば作業者がなんらかの所定の操作を行った時点での油圧アクチュエータの負荷に応じて可変開口弁の開口面積を制御するようにしてもよい。
【００２１】
また、操作レバーの操作量に対する前記方向切換弁スプール弁のブリードオフ通路の開口面積の特性は、本発明の第１の態様の場合と同様の特性であることが好適である。
【００２２】
また、前述の本発明の第１及び第２の態様では、前記油圧作業機が、例えば前記油圧アクチュエータ及び方向切換スプール弁としてそれぞれブームシリンダ及びブーム用方向切換スプール弁を具備する油圧ショベルである場合には、前記可変開口弁制御手段は、該ブーム用方向切換スプール弁を操作するための前記操作レバーが前記油圧ショベルのブームの上昇方向及び下降方向のうちの上昇方向に操作された場合にのみ、前記可変開口弁の開口面積の制御を行うことが好適である。
【００２３】
すなわち、油圧ショベルによる作業では、特に、ブームシリンダによるブームの上昇動作の際に、ブームシリンダに大きな負荷がかかりやすいので、前記可変開口弁制御手段による可変開口弁の開口面積に制御は、前記操作レバーが油圧ショベルのブームの上昇方向に操作された場合にのみ行うことが好適である。これにより、操作レバーの操作に対するブームの操作性、ひいては、油圧ショベルによる作業性（作業のし易さ）を向上させることができる。
【００２４】
尚、本発明の第１及び第２の態様では、例えば油圧作業機が油圧ショベルである場合においては、二つの油圧ポンプの吐出圧油を合流させてブームシリンダやアームシリンダに供給する場合に各油圧ポンプに連なるブリードオフ流路を閉じるべく設けられるカット弁を前記可変開口弁として用いるようにしてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の油圧作業機の第１実施形態を図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施形態の油圧作業機の要部の油圧回路図、図２〜図４は本実施形態の油圧作業機の作動を説明するための線図である。尚、本実施形態の油圧作業機は、油圧ショベルである。また、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。
【００２６】
図１を参照して、まず、本実施形態の油圧ショベルの全体的な概要構成を説明する。同図中、１，２は可変容量型の油圧ポンプ、３，４はそれぞれ図示を省略する右側走行用油圧モータ及びバケットシリンダへの圧油の供給を制御するための方向切換スプール弁、５は本発明における油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ６への圧油の供給を制御するための方向切換スプール弁、７，８，９はそれぞれ図示を省略する左側走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ及びアームシリンダへの圧油の供給を制御するための方向切換スプール弁である。
【００２７】
本実施形態では、前記油圧ポンプ１の吐出口に、方向切換スプール弁３，４，５が管路１０を介して順次接続されており、これらの方向切換スプール弁３，４，５をそれぞれ介して前記右側走行用油圧モータ、バケットシリンダ、ブームシリンダ６に油圧ポンプ１から圧油を供給可能としている。同様に、前記油圧ポンプ２の吐出口に、方向切換スプール弁７，８，９が管路１１を介して順次接続されており、これらの方向切換スプール弁７，８，９，をそれぞれ介して前記左側走行用モータ、旋回用モータ、アームシリンダに油圧ポンプ２から圧油を供給可能としている。
【００２８】
尚、油圧ショベルの機構的な基本構成は周知であるため、ここでは詳細な説明及び図示は省略するが、前記バケットシリンダ、アームシリンダ、ブームシリンダ６はそれぞれ油圧ショベルのバケット、アーム、ブームを駆動するめのアクチュエータ、旋回用用油圧モータは、油圧ショベルの機体の上部旋回体の旋回動作を行うためのアクチュエータ、右側及び左側走行用油圧モータは、油圧ショベルの機体の下部走行体の走行動作を行うためのアクチュエータである。
【００２９】
図１中、１２は左右の両走行用油圧モータにより直進走行を行う際に、それらの両油圧モータへの圧油の供給量を調整するための切換弁、１３は図示しないブームの上げ動作時に必要に応じて油圧ポンプ１側の圧油に油圧ポンプ２側の圧油を合流させてブームシリンダ６に供給するためのブーム合流弁、１４は図示しないアームの押し動作時に必要に応じて油圧ポンプ２側の圧油に油圧ポンプ１側の圧油を合流させてアームシリンダに供給するためのアーム合流弁である。
【００３０】
また、１５，１６は全開状態から全閉状態まで開口面積を変更可能なカット弁であり、カット弁１５はブームシリンダ６用の方向切換スプール弁５から油タンク１７に至るブリードオフ用の管路１８に介装され、カット弁１６はアームシリンダ用の方向切換スプール弁９から油タンク１７に至るブリードオフ用の管路１９に介装されている。この場合、カット弁１５は、基本的には、油圧ポンプ１側の圧油を前記アーム合流弁１４を介して油圧ポンプ２側の圧油に合流してアームシリンダに供給する際に、管路１８を閉じ、それにより油圧ポンプ１側からアームシリンダに十分な量の圧油を供給することができるようにするためのものである。同様に、カット弁１６は、油圧ポンプ２側の圧油を前記ブーム合流弁１３を介して油圧ポンプ１側の圧油に合流してブームシリンダ６に供給する際に、管路１９を閉じ、それにより油圧ポンプ２側からブームシリンダ６に十分な量の圧油を供給することができるようにするためのものである。
【００３１】
尚、本実施形態では、ブームシリンダ６用の方向切換スプール弁５（以下、ブーム用スプール弁５という）側のカット弁１５は、後述するように本発明における可変開口弁として用いられるものである。
【００３２】
次に、本発明に関連した構成を詳説する。
【００３３】
本発明における油圧アクチュエータとしての前記ブームシリンダ６は、そのボトム側油室６ａが管路２０を介してブーム用スプール弁５に接続されると共に、管路２１を介して前記ブーム合流弁１３に接続され、さらに、ロッド側油室６ｂが管路２２を介してブーム用スプール弁５に接続されている。
【００３４】
前記ブーム用スプール弁５は、そのパイロットポート５ｘ，５ｙがブーム操作用の揺動自在な操作レバー２３ａを有するパイロット操作器２３に接続されている。該パイロット操作器２３は、操作レバー２３ａがその中立位置から例えば図の矢印Ｕの向きに揺動操作されたときに、該操作レバー２３ａの操作量に比例したパイロット圧をパイロットポート５ｘに付与し、また、操作レバー２３ａがその中立位置から例えば図の矢印Ｄの向きに揺動操作されたときに、該操作レバー２３ａの操作量に比例したパイロット圧をパイロットポート５ｙに付与するものである。ここで、操作レバー２３ａの矢印Ｕ側への操作は、ブーム上げ動作（ブーム用シリンダ６の伸長動作）を行う場合の操作であり、矢印Ｄ側への操作は、ブーム下げ動作（ブーム用シリンダ６の短縮動作）を行う場合の操作である。
【００３５】
前記ブーム用スプール弁５は、そのパイロットポート５ｘ又は５ｙにパイロット操作器２３から付与されるパイロット圧に応じて図示しないスプールが移動して作動状態が切換わる弁であり、油圧ポンプ１側から供給される圧油の余剰油を前記カット弁１５側の管路１８を介して油タンク１７に還流させるブリードオフ通路５ａを有している。そして、該ブーム用スプール弁５は、その基本的作動位置として、図示のＡ位置、Ｂ位置、Ｃ位置を有している。
【００３６】
前記Ｂ位置は、前記操作レバー２３ａが中立位置にある状態（パイロットポート５ｘ、５ｙのいずれにもパイロット圧が付与されていない状態）におけるブーム用スプール弁５の中立位置であり、該Ｂ位置では、油圧ポンプ１側の管路１０（以下、メイン管路１０という）を前記カット弁１５（可変開口弁）側の管路１８（以下、ブリードオフ管路１８という）にブリードオフ通路５ａを介して開通すると共に、ブーム用シリンダ６のボトム側油室６ａ、ロッド側油室６ｂにそれぞれ連なる管路２０，２１を閉じる。従って、この中立位置Ｂでは、ブーム用シリンダ６は作動不能とされる。
【００３７】
また、前記Ａ位置は、操作レバー２３ａが矢印Ｕ側（ブーム上げ側）に最大操作された状態に対応するブーム用スプール弁５の作動位置であり、該Ａ位置では、ブリードオフ通路５ａを閉じると共に、前記バケットシリンダ用の方向切換スプール弁４の上流側で前記メイン管路１０から分岐された分岐管路１０ａを前記管路２０に開通し、さらに、管路２２を管路２４を介して油タンク１７に開通する。従って、このＡ位置では、ブーム用シリンダ６のボトム側油室６ａに油圧ポンプ１の吐出圧油が供給されるようになり、該ブーム用シリンダ６が伸長側（ブームの上げ側）に作動可能となる。
【００３８】
また、前記Ｃ位置は、操作レバー２３ａが矢印Ｄ側（ブーム下げ側）に最大操作された状態に対応するブーム用スプール弁５の作動位置であり、該Ｃ位置では、ブリードオフ通路５ａを閉じると共に、前記分岐管路１０ａを前記管路２２に開通し、さらに、管路２０を管路２４を介して油タンク１７に開通する。従って、このＣ位置では、ブーム用シリンダ６のロッド側油室６ｂに油圧ポンプ１の吐出圧油が供給されるようになり、該ブーム用シリンダ６が短縮側（ブームの下げ側）に作動可能となる。
【００３９】
尚、前記ブリードオフ通路５ａは、前記中立位置ＢとＡ位置との間では、ブーム用スプール弁５のスプールのプロファイルによって、その開口面積がパイロット操作器２３からパイロットポート５ｘに付与されるパイロット圧（以下、ブーム上げパイロット圧Ｐｉという）に応じて例えば図２に実線ａで示すような形態で変化する。すなわち、ブーム上げパイロット圧Ｐｉがある所定圧Ｐi0（例えば０．５ＭＰａ）に上昇するまでは、ブリードオフ通路５ａの開口面積は全開状態に維持されるが、該所定圧Ｐi0を超えると、ブーム上げパイロット圧Ｐｉの増加に伴い、急激にブリードオフ通路５ａの開口面積が小さくなり、その後、該ブーム上げパイロット圧Ｐｉの増加に伴い緩やかに開口面積が小さくなっていくようになっている。
【００４０】
本発明における可変開口弁としての前記カット弁１５は、そのパイロットポート１５ｘが電磁比例弁２５に接続されている。該電磁比例弁２５は、そのソレノイド２５ｘへの通電電流に比例したパイロット圧を図示しないパイロットポンプの吐出圧油から生成し、それをカット弁１５のパイロットポート１５ｘに付与するものである。そして、カット弁１５は、その開口面積が、パイロットポート１５ｘに付与されるパイロット圧に応じて変化し、該パイロット圧が大きい程（電磁比例弁２５の通電電流が大きい程）、開口面積が小さくなる。
【００４１】
本実施形態では、上述した油圧回路構成の他、前記電磁比例弁２５の通電制御、ひいては、カット弁１５の開口面積の制御を行うためのコントローラ２６（電子回路ユニット）と、ブーム用スプール弁５のパイロットポート５ｘにパイロット操作器２３から付与されるブーム上げパイロット圧Ｐｉを操作レバー２３ａの操作量を表すパラメータとして検出する圧力センサ２７と、カット弁１５の開口面積を作業者がコントローラ２６に指示するための操作ボリューム２８と、該操作ボリューム２８によるカット弁１５の開口面積を指示するモードを選択するためのモード選択スイッチ２９（ON/OFFスイッチ）とが備えられ、圧力センサ２７、操作ボリューム２８及びモード選択スイッチ２９がコントローラ２６に電気的に接続され、コントローラ２６が前記電磁比例弁２５のソレノイド２５ｘに電気的に接続されている。
【００４２】
ここで、コントローラ２６は、本発明における可変開口弁制御手段としての機能を有するものであり、操作ボリューム２８は、本発明における開口面積指示操作手段としての機能を有するものである。
【００４３】
前記操作ボリューム２８は、本実施形態では、図示のＰ位置とＱ位置との間で回転可能なダイヤル式のものであり、その操作位置（回転位置）に応じたレベルの信号をコントローラ２６に出力する。この場合、操作ボリューム２８の操作位置がＰ位置寄りであるほど、カット弁１５の開口面積の指示値が小いものとされ、逆に操作位置がＱ位置寄りであるほど、カット弁１５の開口面積の指示値が大きいものとされている。
【００４４】
また、コントローラ２６は、操作ボリューム２８の操作位置に応じて前記電磁比例弁２５の通電電流（以下、カット弁開口制御用電流という）を決定するためのデータテーブルを有しており、このデータテーブルは例えば図３に示すように設定されている。この場合、コントローラ２６が操作ボリューム２８の操作位置に応じて決定するカット弁開口制御用電流は、操作ボリューム２８の操作位置がＰ位置寄りであるほど、大きくなり（但し既定の上限電流Ｉmax以下）、該操作位置がＱ位置寄りであるほど、小さくなる（但し既定の下限電流Ｉmin以上）。尚、電磁比例弁２５の通電電流が上記上限電流Ｉmaxであるときにはカット弁１５は全閉状態となり、上記下限電流Ｉminであるときにはカット弁１５は全開状態となる。
【００４５】
次に、かかる本実施形態の油圧ショベルの作動を説明する。
【００４６】
作業者は例えば油圧ショベルによる作業を開始する前や作業の休止時等に、前記モード選択スイッチ２９をON操作した状態で、操作ボリューム２８の操作位置を調整する。このとき、例えばブーム等の動作による重負荷作業を行う場合、あるいはバケットを標準的なものよりも重量のあるものに交換した場合等、ブームシリンダ６の負荷が重いと判断されるような状況では、操作ボリューム２８を前記Ｐ位置寄りに操作する。また、ブームシリンダ６の負荷が軽いと判断されるような状況では、操作ボリューム２８を前記Ｑ位置寄りに操作する。換言すれば、作業時に予測されるブームシリンダ６の負荷が重いほど、カット弁１５の開口面積の指示値を小さくするように操作ボリューム２８を操作し、逆に、予測される負荷が小さいほど、カット弁１５の開口面積の指示値を大きくするように操作ボリューム２８を操作する。
【００４７】
そして、作業者が該操作ボリューム２８の操作後、モード選択スイッチ２９をOFF操作すると、コントローラ２６は、操作ボリューム２８の現在の操作位置から前記図３のデータテーブルに基づいて前記カット弁開口制御用電流を決定し（例えば図３のＩｘ）、それを図示しないメモリに記憶保持する。
【００４８】
次いで、作業者が油圧ショベルによる作業を開始し、ブーム用の操作レバー２３ａをブーム上げ側に操作すると、コントローラ２６は次のようにカット弁１５の開口面積を電磁比例弁２５を介して制御する。すなわち、コントローラ２６は、前記圧力センサ２７により検出されるブーム上げパイロット圧Ｐｉ（これは操作レバー２３ａのブーム上げ側の操作量を表す）があらかじめ定めた所定値Ｐi1（図２参照）以上であるか否かを判断する。ここで図２を参照して、前記所定値Ｐi1は、本実施形態では、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａが閉じ始めるブーム上げパイロット圧Ｐi0よりも若干小さい値に定められている。
【００４９】
そして、コントローラ２６は、図４に示すように、ブーム上げパイロット圧Ｐｉの検出値が、Ｐｉ＜Ｐi1であるときには、電磁比例弁２５の通電電流値を前記下限電流値Ｉminとし、その下限電流値Ｉminで電磁比例弁２５に通電する。従って、この場合には、前記カット弁１５は全開状態に制御される。
【００５０】
また、Ｐｉ≧Ｐi1であるときには、コントローラ２６は、図４に示すように、先に前記操作ボリューム２８の操作位置に対応して記憶保持した前記カット弁開口制御用電流Ｉxで電磁比例弁２５に通電する。従って、この場合には、前記カット弁１５は、操作ボリューム２８の操作位置に対応した開口面積に制御される。
【００５１】
このような電磁比例弁２５の通電制御によって、ブーム用の操作レバー２３ａを中立位置からブーム上げ側に操作したとき、カット弁１５の開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉが、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａが閉じ始める直前の所定値Ｐi1に達するまでは（この状態は操作レバー２３ａの操作位置が中立位置近傍の所謂不感帯に存する状態である）、全開状態に維持される。そして、ブーム上げ側への操作レバー２３ａの操作量がさらに大きくなって、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａが閉じ始める直前になると、カット弁１５の開口面積は操作ボリューム２８の操作により作業者が指示した開口面積に制御され、Ｐｉ≧Ｐi1となる操作レバー２３ａの操作位置では、該操作レバー２３ａの操作量によらずに（ブーム上げパイロット圧Ｐｉによらずに）、カット弁１５の開口面積が指示された開口面積で一定に制御される。
【００５２】
かかる本実施形態の油圧ショベルによれば、例えば操作ボリューム２８によりカット弁１５の開口面積を全開状態の開口面積に指示したとき、カット弁１５の開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉ（操作レバー２３ａのブーム上げ側の操作量）に対して図２に一点鎖線ｂ’で示すようになり、このとき、前記ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積とカット弁１５の開口面積とを合わせた合成開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して、図２に実線ｂで示すように変化する。
【００５３】
また、例えば操作ボリューム２８によりカット弁１５の開口面積をより小さな開口面積に指示したとき、カット弁１５の開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して図２に二点鎖線ｃ’で示すように変化し、このとき、前記合成開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して、例えば図２に実線ｃで示すように変化する。
【００５４】
尚、上記合成開口面積は、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積をＡｂ、カット弁１５の開口面積をＡｃとしたとき、Ａｂ・Ａｃ／√（Ａｂ2＋Ａｃ2）という式により求められる。また、以下の説明では、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａと、カット弁１５を有するブリードオフ管路１８とを合わせた流路と総称的にブリードオフ流路と称し、上記合成開口面積をブリードオフ流路の合成開口面積と称することがある。
【００５５】
図２の実線ａ〜ｃを比較して明らかなように、ブリードオフ流路の合成開口面積は、ブーム上げパイロット圧Ｐｉに対して（操作レバー２３ａのブーム上げ側の操作量に対して）、スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積と概ね同様の形態で変化し、ブーム上げパイロット圧Ｐｉが所定値Ｐi1（但し、カット弁１５の開口面積の指示値が全開状態の開口面積であるときは、所定値Ｐi0）を超えたときから急激に合成開口面積が小さくなり、その後、ブーム上げパイロット圧Ｐｉの増加に伴い（操作レバー２３ａの操作量の増加に伴い）、比較的緩やかに合成開口面積が小さくなっていく。また、この場合、操作ボリューム２８の操作によるカット弁１５の開口面積の指示値、すなわち、ブーム上げパイロット圧Ｐｉが所定値Ｐi1以上であるときに制御されるカット弁１５の開口面積が小さい程、操作レバー２３ａの操作によりブーム上げパイロット圧Ｐｉが所定値Ｐi1を超えた直後の合成開口面積も小さくなる。
【００５６】
従って、油圧ショベルによる作業時のブームシリンダ６の負荷が大きいと判断される状況では、作業者が操作ボリューム２８によりカット弁１５の開口面積を小さめに指示し、また、その開口面積の指示値をブームシリンダ６の負荷が大きい程、小さくするように操作ボリューム２８を操作することにより、ブームシリンダ６のボトム側油室６ａに圧油の供給が開始する際における前記ブリードオフ流路の合成開口面積が、ブームシリンダ６の負荷に適合した小さめの開口面積となる。その結果、ブームシリンダ６の負荷が大きい状況でも、操作レバー２３ａの操作量が小さい段階でブーム用スプール弁５の上流側の圧油の圧力が迅速に上昇するようになり、ブームシリンダ６の起動を操作レバー２３ａの初期操作段階で円滑に行うことができる。
【００５７】
また、ブームシリンダ６の起動後は、ブリードオフ流路の合成開口面積は、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積と同様の形態で、操作レバー２３ａの操作量に対して変化するため、操作レバー２３ａの操作量に対するブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態でブームシリンダ６を操作することができ、該ブームシリンダ６を操作レバー２３ａの操作により円滑に作動させることができる。すなわち、ブームシリンダ６の起動後は、ブリードオフ流路の合成開口面積は、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積と同様に、操作レバー２３ａの操作量の増加に伴い、比較的緩やかに小さくなっていくため、操作レバー２３ａの操作量の変化に対してブームシリンダ６の挙動が過剰に変化することがない。このため、作業者はブームシリンダ６の所望の作動を行わせ易くなり、ブームシリンダ６の操作性が高まる。
【００５８】
また、前記ブリードオフ流路を流れる圧油の流量は、ブームシリンダ６の負荷圧に応じて増減し、ブームシリンダ６に供給される圧油の流量を一定に維持するように作用するため、ブームシリンダ６の負荷圧の変動によらずにブームシリンダ６の安定した挙動を確保することができる。
【００５９】
尚、本実施形態では、カット弁１５の開口面積の前述のような制御は、ブーム上げ動作の場合にだけ行われ、ブーム下げ動作の場合は行われず、ブーム下げ動作の場合には、カット弁１５の開口面積は全開状態とされる。これは、ブーム下げ動作時は、ブームシリンダ６は、その短縮方向に負荷を受けるため、ブームシリンダ６の負荷の大小は、ブーム下げ動作時のブームシリンダ６の操作性にほとんど影響を及ぼさないためである。
【００６０】
次に、本発明の油圧作業機の第２実施形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は本実施形態の油圧作業機の要部の油圧回路図、図６は本実施形態の油圧作業機の作動を説明するための線図である。尚、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。また、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の構成のみが相違するものであるので、同一構成部分については第１実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
【００６１】
図５を参照して、本実施形態の油圧ショベルは、油圧回路の構成は前記第１実施形態と同一であり、前記電磁比例弁２５を介してカット弁１５の開口面積を制御するコントローラ２６に対する入力データとそれに応じたコントローラ２６の制御処理の形態が第１実施形態のものと相違している。
【００６２】
すなわち、本実施形態の油圧ショベルでは、前記第１実施形態のものの操作ボリューム２８及びモード設定スイッチ２９を具備せず、これに代えて、マイクロフォン３０が本発明における開口面積指示操作手段として設けられ、このマイクロフォン３０の音声出力信号がコントローラ２６に入力されるようになっている。そして、コントローラ２６は、マイクロフォン３０の出力信号により該マイクロフォン３０に入力された音声を認識可能とされている。尚、マイクロフォン３０は、油圧ショベルの運転室内に配置されている。
【００６３】
この場合、本実施形態では、コントローラ３０は、カット弁１５の開口面積を小さくすることを意味する第１特定音声と、カット弁１５の開口面積を大きくすることを臣する第２特定音声との二種類の音声を認識可能とされている。これらの第１及び第２特定音声は基本的には区別可能なものであればどのようなものでもよい。本実施形態では、カット弁１５の開口面積を小さくすることが、操作レバー２３ａの操作（ブーム上げ方向の操作）に応じたブームシリンダ６の起動タイミングを早めることに対応することから、第１特定音声を例えば「早く」という音声とし、第２特定音声を例えば「遅く」という音声としている。
【００６４】
本実施形態の次のようにカット弁１５の開口面積の制御がコントローラ２６により行われる。
【００６５】
すなわち、作業者が油圧ショベルによる作業を行っている際等に、操作レバー２３ａのブーム上げ側での操作に応じたブームシリンダ６の起動タイミングが遅く、ブームシリンダ６の負荷が比較的大きいと判断される状況では、作業者はマイクロフォン３０に「早く」という第１特定音声を入力する。このとき、コントローラ２６は、この第１特定音声が入力されたことを認識すると、前記圧力センサ２７により検出されるブーム上げパイロット圧Ｐｉが前記第１実施形態で説明した所定値Ｐi1（図２参照）以上であるときに電磁比例弁２５に通電すべき電流としての前記カット弁開口制御電流の設定値を図６に示すように現在の設定値よりも、からかじめ定められた所定量ΔＩだけ増加させ、それを図示しないメモリに記憶保持する。そして、上記第１特定音声がマイクロフォン３０に繰り返し入力されると、その入力の都度、カット弁開口制御電流の設定値を、電磁比例弁２５の既定の上限電流Ｉmaxを限度として上記所定量ΔＩずつ増加させる。逆に、作業者がマイクロフォン３０に「遅く」という第２特定音声を入力したときには、コントローラ２６は、前記カット弁開口制御電流の設定値を図６に示すように現在の設定値よりも前記所定量ΔＩだけ減少させ、それを記憶保持する。さらに、このとき、上記第２特定音声がマイクロフォン３０に繰り返し入力された場合には、その入力の都度、カット弁開口制御電流の設定値を、電磁比例弁２５の既定の下限電流Ｉminを限度として上記所定量ΔＩずつ減少させる。
【００６６】
そして、コントローラ２６は、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ＜Ｐi1であるときには、前記第１実施形態と同様に、電磁比例弁２５に下限電流Ｉminを通電してカット弁１５の開口面積を全開状態の開口面積に制御するが、Ｐｉ≧Ｐi1であるときには、上述のようにマイクロフォン３０の入力音声に応じて設定して記憶保持したカット弁開口制御電流で電磁比例弁２５に通電する。このとき、カット弁１５の開口面積は、電磁比例弁２５のカット弁開口制御電流に対応した開口面積に制御される。
【００６７】
かかる本実施形態の油圧ショベルにおいては、ブームシリンダ６の負荷が大きいと判断される状況では、作業者が適宜前記第１特定音声や第２特定音声をマイクロフォン３０に入力することで、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積をブームシリンダ６の負荷に適合した小さめの開口面積に制御することができ、また、Ｐｉ≧Ｐi1である状態では操作レバー２３ａの操作量によらずにカット弁１５の開口面積がマイクロフォン３０への音声入力に基づく指示値に制御される。このため、前記第１実施形態のものと同様に、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の起動を早期のタイミングで行うことができると共に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態で、ブームシリンダ６の操作を円滑に行うことができる。
【００６８】
また、特に、マイクロフォン３０への音声入力によりカット弁１５の開口面積に設定が行われるので、ブームシリンダ５の負荷状態に合わせたカット弁１５の開口面積の設定・制御を、油圧ショベルによる作業を行いながら実行することができる。
【００６９】
次に、本発明の油圧作業機の第３実施形態を図７を参照して説明する。図７は本実施形態の油圧作業機の要部の油圧回路図である。尚、本実施形態は、本発明の第１の態様の実施形態である。また、本実施形態は、前記第１実施形態と一部の構成のみが相違するものであるので、同一構成部分については第１実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
【００７０】
図７を参照して、本実施形態の油圧ショベルは、その油圧回路の基本的構成は前記第１実施形態のものと同一であるが、ブーム上げ動作時にブリードオフ流路のカット弁１５を駆動するための構成が前記第１実施形態のものと相違している。
【００７１】
この相違する構成について説明すると、本実施形態は、ブーム上げ動作時のカット弁１５の開口面積を油圧機器を用いて制御するようにしたものであり、そのための油圧機器として、減圧弁３１と開閉弁３２とを具備している。
【００７２】
前記減圧弁３１は、図示しないパイロットポンプの吐出圧油から、バネ３１ａの設定圧（バネ３１ａの弾性力）に対応するパイロット圧を生成するものであり、バネ３１ａの設定圧は、図示しないネジ等の操作によりバネ３１ａの圧縮量を調整することで、可変的に調整可能とされている。この場合、バネ３１ａの設定圧を大きくするほど、減圧弁３１が生成するパイロトット圧は大きくなる。
【００７３】
そして、この減圧弁３１の出口側に前記開閉弁３２が接続されている。該開閉弁３２は、そのパイロットポート３２ｘが前記操作器２３に接続されており、該操作器２３から、ブーム用スプール弁５に与えられるブーム上げパイロット圧Ｐｉと同じパイロット圧Ｐｉが付与されるようになっている。そして、該開閉弁３２は、そのパイロットポート３２ｘに付与されるブーム上げパイロット圧Ｐｉが、前記第１実施形態で説明した所定値Ｐi1（図２参照）に満たないときには、全閉状態となり、且つ、Ｐｉ≧Ｐi1であるときには、全開状態となるように開閉弁３２のバネ３２ａの設定圧があらかじめ調整されている。
【００７４】
そして、この開閉弁３２の出口側と、前記第１実施形態で備えたものと同様の電磁比例弁２５の出口側とがシャトル弁３３を介してカット弁１５のパイロットポート１５ｘに接続されている。
【００７５】
尚、本実施形態では、電磁比例弁２５は、図示しないアームシリンダの所定の作動時に油圧ポンプ１の吐出圧油を油圧ポンプ２の吐出圧油に合流させて該アームシリンダに供給する場合に、カット弁１５を閉じるために設けられており、本実施形態では図示を省略するコントローラにより、上記の合流作動時に通電制御され、通常時は、パイロット圧を発生しない。
【００７６】
また、本実施形態では、減圧弁３１のバネ３１ａが本発明における開口面積指示操作手段としての機能を有するものであり、また、減圧弁３１及び開閉弁３２が本発明における可変開口弁制御手段としての機能を有するものである。
【００７７】
かかる本実施形態の油圧ショベルでは、作業の開始前や作業の休止時等に、前記減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧を調整しておく。この場合、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の負荷が比較的大きいと判断される状況では、バネ３１ａの設定圧を大きめに調整し、また、ブームシリンダ６の負荷が大きい程、バネ３１ａの設定圧を大きくするように該設定圧を調整する。
【００７８】
次いで、作業に際してブーム上げ動作を行うべく、作業者が操作レバー２３ａを中立位置からブーム上げ側に操作すると、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ＜Ｐi1となる状態では、前記開閉弁３２が閉じているため、カット弁１５のパイロットポート１５ｘには、パイロット圧が付与されず、従って、該カット弁１５の開口面積は、全開状態の開口面積に維持される。そして、操作レバー２３ａの操作量の増加に伴いブーム上げパイロット圧Ｐｉが増加し、Ｐｉ≧Ｐi1となると、開閉弁３２が開き、これに伴い、減圧弁３１からバネ３１ａの設定圧に対応したパイロット圧が開閉弁３２、シャトル弁３３を介してカット弁１５のパイロットポート１５ｘに付与される。これにより、カット弁１５の開口面積は、減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧に応じた開口面積に制御される。この場合、減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧が大きい程、カット弁１５の開口面積は小さくなる。そして、Ｐｉ≧Ｐi1となる状態では、操作レバー２３ａの操作量によらずに、カット弁１５の開口面積は、減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧に応じた開口面積に維持される。
【００７９】
かかる本実施形態の油圧ショベルにおいては、ブームシリンダ６の負荷が大きいと判断される状況では、作業者が適宜、前記減圧弁３１のバネ３１ａの設定圧を調整することで、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積をブームシリンダ６の負荷に適合した小さめの開口面積に制御することができ、また、Ｐｉ≧Ｐi1である状態では操作レバー２３ａの操作量によらずにカット弁１５の開口面積が前記バネ３１ａの設定圧に基づく指示値に制御される。このため、前記第１実施形態のものと同様に、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の起動を早期のタイミングで行うことができると共に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態で、ブームシリンダ６の操作を円滑に行うことができる。
【００８０】
次に、本発明の油圧作業機の第４実施形態を図８及び図９を参照して説明する。図８は本実形態の油圧作業機の要部の油圧回路図、図９は本実施形態の油圧作業機の作動を説明するための線図である。尚、本実施形態は、本発明の第２の態様の実施形態である。また、本実施形態は、前記第２実施形態と一部の構成のみが相違するものであるので、同一構成部分については第２実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。
【００８１】
図８を参照して、本実施形態の油圧ショベルは、油圧回路の構成は前記第１実施形態と同一であり、前記電磁比例弁２５を介してカット弁１５の開口面積を制御するコントローラ２６に対する入力データとそれに応じたコントローラ２６の制御処理の形態が第１実施形態のものと相違している。
【００８２】
すなわち、本実施形態の油圧ショベルでは、前記第１実施形態のものの操作ボリューム２８及びモード設定スイッチ２９に代えて、ブームシリンダ６の伸長動作時（ブーム上げ動作時）における該ブームシリンダ６の負荷圧Ｐfを検出する負荷圧検出手段としての圧力センサ３４がブームシリンダ６のボトム側油室６ａに連なる管路２０に接続されている。そして、この圧力センサ３４の検出信号がコントローラ２６に入力されるようになっている。
【００８３】
そして、本実施形態では、コントローラ２６は、前記圧力センサ２７により検出されるブーム上げパイロット圧Ｐｉが前記第１実施形態で説明した所定値Ｐi1（図２参照）以上であるときに電磁比例弁２５に通電すべき電流としての前記カット弁開口制御電流を前記圧力センサ３４により検出されるブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて逐次決定するようにしており、この決定を行うために、例えば図９に示すようなデータテーブルを保持している。この場合、該データテーブルでは、コントローラ２６がブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて決定するカット弁開口制御用電流は、既定の上限電流Ｉmaxと下限電流Ｉminとの間の範囲で、負荷圧Ｐｆが大きい程、大きくなる。
【００８４】
かかる本実施形態の油圧ショベルでは、ブーム上げ動作の作業時に、コントローラ２６は、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ＜Ｐi1となる操作レバー２３ａの操作域では、前記第１実施形態のものと同様に、電磁比例弁２５の通電電流を下限電流Ｉminとし、カット弁１５の開口面積を全開状態に保持する。そして、Ｐｉ≧Ｐi1となる操作レバー２３ａの操作域では、前記圧力センサ３４により検出されるブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて前記図９のデータテーブルによりカット弁開口制御用電流を逐次決定し、その決定したカット弁開口制御用電流で電磁比例弁２５に通電する。このため、Ｐｉ≧Ｐi1となる状態では、カット弁１５の開口面積は、ブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じた開口面積に制御される。より詳しくは、負荷圧Ｐｆが大きい程、カット弁１５の開口面積が小さくなるように該開口面積Ｐｆが制御される。
【００８５】
かかる本実施形態の油圧ショベルにおいては、ブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆを逐次検出し、この検出される負荷圧Ｐｆが大きいほど、ブーム上げパイロット圧ＰｉがＰｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積が小さくなるように該開口面積が自動的に制御され、また、Ｐｉ≧Ｐi1である状態では操作レバー２３ａの操作量によらずにカット弁１５の開口面積がブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに適した開口面積に制御される。このため、前記第１実施形態のものと同様に、ブーム上げ動作時のブームシリンダ６の起動を早期のタイミングで行うことができると共に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの開口面積の特性に則した形態で、ブームシリンダ６の操作を円滑に行うことができる。
【００８６】
尚、本実施形態では、Ｐｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積を、ブームシリンダ６の負荷圧Ｐｆに応じて逐次リアルタイムで制御するようにしたが、例えば、作業者が所定の操作スイッチを操作した時における負荷圧Ｐｆに対応して定まるカット弁開口制御用電流をコントローラ２６で記憶保持するようにしておき、以後、その記憶保持したカット弁開口制御用電流を用いて、Ｐｉ≧Ｐi1であるときのカット弁１５の開口面積を制御するようにしてもよい。このようにすると、作業者の好みに合わせてカット弁１５の開口面積を制御することができる。
【００８７】
また、以上説明した第１〜第４の各実施形態では、ブームシリンダ６の作動に関してのみ、ブリードオフ流路のカット弁１５の開口面積の前述のような制御を行うようにしたが、例えばアームシリンダやバケットシリンダの作動においても、ブリードオフ流路のカット弁の開口面積を前述の各実施形態と同様に制御するようにしてもよい。そして、この場合、カット弁の開口面積の制御は、アームシリンダやバケットシリンダの伸長方向、短縮方向の両方向において行うようにしてもよい。尚、この場合、前記各実施形態における油圧回路では、アームシリンダの作動時に開口面積を制御するカット弁は、図１のカット弁１６であり、バケットシリンダの作動時に開口面積を制御するカット弁は、図１のカット弁１５である。
【００８８】
また、前記各実施形態では、本発明における可変開口弁としてカット弁１５を用いたが、このカット弁１５とは別に、ブーム用スプール弁５のブリードオフ通路５ａの下流側あるいは上流側に可変開口弁を設け、その可変開口弁の開口面積を前記各実施形態と同様に制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧作業機の第１実施形態における要部の油圧回路図。
【図２】図１の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図３】図１の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図４】図１の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図５】本発明の油圧作業機の第２実施形態における要部の油圧回路図。
【図６】図５の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【図７】本発明の油圧作業機の第３実施形態における要部の油圧回路図。
【図８】本発明の油圧作業機の第４実施形態における要部の油圧回路図。
【図９】図８の油圧作業機の作動を説明するための線図。
【符号の説明】
１…油圧ポンプ、５…ブーム用方向切換スプール弁、５ａ…ブリードオフ通路、６…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１５…カット弁（可変開口弁）、２３…操作レバー、２６…コントローラ（可変開口弁制御手段）、２８…操作ボリューム（開口面積指示操作手段）、３０…マイクロフォン（開口面積指示操作手段）、３１…減圧弁（可変開口弁制御手段）、３２…開閉弁（可変開口弁制御手段）、３１ａ…バネ（開口面積指示操作手段）、３４…圧力センサ（負荷検出手段）。
Claims (4)
- 油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を制御すべく該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの管路に設けられると共にブリードオフ通路を有する方向切換スプール弁と、該方向切換スプール弁を操作するための操作レバーと、前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路を流れる圧油の流量を調整すべく該ブリードオフ通路に連なる流路に設けられた開口面積を調整可能な可変開口弁と、該可変開口弁の開口面積を制御する可変開口弁制御手段と、該可変開口弁制御手段に対して所定の操作により前記可変開口弁の開口面積を指示する開口面積指示操作手段とを備え、前記可変開口弁制御手段は、前記操作レバーが前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前の操作量としてあらかじめ定めた所定操作量以上に操作されたとき、該操作レバーの操作量によらずに前記可変開口面積指示操作手段により指示された開口面積に前記可変開口弁を制御することを特徴とする油圧作業機。
- 前記開口面積指示操作手段は、前記油圧作業機の運転者が発する音声を受信する手段を備え、該運転者が発する所定種類の音声に応じて前記前記可変開口弁制御手段に対して前記可変開口弁の開口面積を指示することを特徴とする請求項１記載の油圧作業機。
- 油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の供給を制御すべく該油圧ポンプから油圧アクチュエータへの管路に設けられると共にブリードオフ通路を有する方向切換スプール弁と、該方向切換スプール弁を操作するための操作レバーと、前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路を流れる圧油の流量を調整すべく該ブリードオフ通路に連なる流路に設けられた開口面積を調整可能な可変開口弁と、該可変開口弁の開口面積を制御する可変開口弁制御手段と、前記油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段とを備え、前記可変開口弁制御手段は、前記負荷検出手段により検出された負荷が大きい程、前記可変開口弁の開口面積を小さくするように該開口面積を前記負荷に応じて決定すると共に、前記操作レバーが前記方向切換スプール弁のブリードオフ通路が閉じ始める前の操作量としてあらかじめ定めた所定操作量以上に操作されたとき、該操作レバーの操作量によらずに前記負荷に応じて決定した開口面積に前記可変開口弁を制御することを特徴とする油圧作業機。
- 前記油圧作業機は、前記油圧アクチュエータ及び方向切換スプール弁としてそれぞれブームシリンダ及びブーム用方向切換スプール弁を具備する油圧ショベルであり、前記可変開口弁制御手段は、該ブーム用方向切換スプール弁を操作するための前記操作レバーが前記油圧ショベルのブームの上昇方向及び下降方向のうちの上昇方向に操作された場合にのみ、前記可変開口弁の開口面積の制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の油圧作業機。
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