前述した従来技術では、絞りを設けることによってジャッキアップ切替弁におけるハンチングの発生を抑えるようにしているが、ブーム用油圧シリンダに供給される圧油の温度が高くなった場合などには、絞りとしての機能が喪失する。したがって、このような場合には、ジャッキアップ切替弁にハンチングが発生しやすい。このようなハンチングが発生すると、ブーム用油圧シリンダが円滑に作動しなくなり、このブーム用油圧シリンダで駆動される作業要素すなわちブームを介して行われる作業の作業性が悪化する。
本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、作業装置の作業姿勢の変化や油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴う油圧シリンダのボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、ジャッキアップ切替弁を切り替えることができる油圧作業機を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、主ポンプと、タンクと、作業装置に含まれる作業要素と、前記主ポンプから吐出される圧油により伸縮され、前記作業要素を駆動する複動式の油圧シリンダと、センタバイパス通路を有し前記主ポンプから前記油圧シリンダのボトム室及びロッド室に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、当該方向制御弁の切替操作を行う操作装置と、前記作業要素をジャッキアップ動作させるジャッキアップ切替弁と、当該ジャッキアップ切替弁の切替操作に伴って前記主ポンプから前記方向制御弁のメータインに供給される圧油の流路を開路側または閉路側に変更する流量制御弁と、前記方向制御弁の下流側のセンタバイパスラインに配置され、このセンタバイパスラインを開閉する切替位置である開位置及び閉位置を有するセンタバイパス切替弁とを備え、前記作業要素の下げ動作時に前記ジャッキアップ切替弁が第1切替位置に切り替えられた際に、前記流量制御弁が前記閉路側に切り替えられるとともに、前記センタバイパス切替弁が前記センタバイパスラインを開く前記開位置に切り替えられ、前記主ポンプから吐出される圧油が前記油圧シリンダのロッド室に供給されず、前記作業要素の下げ動作時に前記ジャッキアップ切替弁が第2切替位置に切り替えられた際に、前記流量制御弁が前記開路側に切り替えられるとともに、前記センタバイパス切替弁が前記センタバイパスラインを閉じる前記閉位置に切り替えられ、前記主ポンプから吐出される圧油が前記方向制御弁を介して前記油圧シリンダの前記ロッド室に供給される油圧作業機であることを前提としている。
このような前提において本発明は、前記油圧シリンダのロッド圧を検出する圧力検出手段を備えている。また本発明は、前記圧力検出手段で検出される前記ロッド圧が、作業要素の空中における下げ動作時に作業装置の作業姿勢の変化に伴って前記油圧シリンダの前記ロッド室に生じ得る圧力、前記油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴って前記ロッド室に生じ得る圧力、及びジャッキアップ操作時に前記ロッド室に生じ得る圧力を考慮して予め設定されたロッド圧閾値に満たないときに、前記流量制御弁を前記閉路側に保つように前記ジャッキアップ切替弁を前記第1切替位置に切り替え、前記センタバイパス切替弁を開位置に保つように制御し、前記圧力検出手段で検出されるロッド圧が、前記ロッド圧閾値以上のときに、前記流量制御弁を前記開路側に保つように前記ジャッキアップ切替弁を前記第2切替位置に切り替え、前記センタバイパス切替弁を閉位置に保つように制御する弁制御手段を備えている。
このように構成した本発明は、例えば空中に保持されている作業装置を降下させるために、作業要素の下げ動作を実施させたいときには、圧力検出手段で検出されるロッド圧が予め設定されたロッド圧閾値よりも低くなり、圧力検出手段によって空中における作業要素の下げ動作が実施されていることが検出される。このとき弁制御手段によって、作業装置の作業姿勢の変化や、油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴う油圧シリンダのボトム圧の変化に影響されることなく、強制的にジャッキアップ切替弁が第1切替位置に保持されて流量制御弁が閉路側に保持され、センタバイパス切替弁が開位置に保たれる状態が維持される。これにより、主ポンプから吐出された圧油は、油圧シリンダのロッド室に供給されることがなく、センタバイパスライン上に位置する方向制御弁、及び開位置であるセンタバイパス切替弁を介してタンクに戻される。このとき、油圧シリンダは作業装置の自重によって収縮し、この油圧シリンダによって駆動される作業要素は所望の空中における下げ動作を行うことができる。
また、作業装置が接地されている状態でジャッキアップ操作を行うために、作業要素の下げ動作を実施させたときには、圧力検出手段で検出されるロッド圧が予め設定されたロッド圧閾値以上になり、圧力検出手段によってジャッキアップ操作が実施されていることが検出される。このとき弁制御手段によって、油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴う油圧シリンダのボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、強制的にジャッキアップ切替弁が第2切替位置に切り替えられて流量制御弁が開路側に切り替えられ、センタバイパス切替弁が閉位置に切り替えられる状態が維持される。これにより、主ポンプから吐出された圧油は、方向制御弁を介して油圧シリンダのロッド室に供給され、油圧シリンダは収縮し、この油圧シリンダによって駆動される作業要素を介して所望のジャッキアップ操作を行うことができる。
このように本発明は、作業装置の作業姿勢の変化や油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴う油圧シリンダのボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、ジャッキアップ切替弁を切り替えることができる。これによりボトム圧の変化によるジャッキアップ切替弁のハンチングの発生を抑えることができる。
また本発明は、前記発明において、前記ジャッキアップ切替弁のばねが配設される制御部と対抗する制御部と、前記油圧シリンダのボトム室とを連絡する油道を備え、前記圧力検出手段がロッド圧センサから成り、前記センタバイパス切替弁が、前記ジャッキアップ切り替え弁が前記第1切替位置に保持されているときには、パイロット圧が与えられないことにより前記開位置に切り替えられ、前記ジャッキアップ切替弁が前記第2切替位置に切り替えられたときには、このジャッキアップ切替弁の前記第2切替位置を通過したパイロット圧によって切り替えられるものから成り、前記弁制御手段が、前記ジャッキアップ切替弁のばね力を増加させるパイロット圧を、前記ジャッキアップ切替弁のばねが配設される制御部に供給可能な比例電磁弁と、前記ロッド圧閾値が設定され、前記ロッド圧センサによって検出されたロッド圧が前記ロッド圧閾値に満たないときに、前記ジャッキアップ切替弁の前記ばねが配設される制御部に前記パイロット圧が供給されないように比例電磁弁を制御し、前記ロッド圧センサによって検出されたロッド圧が前記ロッド圧閾値以上のときに、前記ジャッキアップ切替弁の前記ばねが配設される制御部に前記パイロット圧を供給するように、前記比例電磁弁を制御するコントローラとを含む構成にしてある。
このように構成した本発明は、例えばロッド圧センサで検出されたロッド圧がロッド圧閾値に満たず、空中における作業要素の下げ動作が行われていることがコントローラで検出されると、このコントローラによって比例電磁弁が制御され、この比例電磁弁を介してジャッキアップ切替弁のばねが配設されている制御部にパイロット圧が供給されず、ジャッキアップ切替弁のばね力を増加させないように保たれる。すなわちジャッキアップ切替弁の切替圧力が比較的低くなるように保たれる。したがって、空中における作業要素の下げ動作に伴って油圧シリンダが収縮し、これに伴って高くなったボトム圧がジャッキアップ切替弁の制御部にばね力に抗して与えられ、ジャッキアップ切替弁は確実に第1切替位置に切り替えられる。これにより流量制御弁は閉路側に保持され、またセンタバイパス切替弁は開位置に保たれる。したがって、主ポンプの圧油は方向制御弁のバイパス通路、及びセンタバイパスラインを介してタンクに戻され、主ポンプの圧油が油圧シリンダのロッド室に供給されることなく、作業装置の自重によって空中における作業要素の所望の下げ動作を行うことができる。
また、ロッド圧センサで検出されたロッド圧がロッド圧閾値以上になって、ジャッキアップ操作が行われていることがコントローラで検出されると、このコントローラによって比例電磁弁が制御され、この比例電磁弁を介してジャッキアップ切替弁のばねが配設されている制御部にパイロット圧が供給され、ジャッキアップ切替弁のばね力が増加する。すなわちジャッキアップ切替弁の切替圧力が高くなるように変更される。したがって、ジャッキアップ切替弁の制御部にばね力に抗して与えられているボトム圧よりも切替圧力の方が高くなり、ジャッキアップ切替弁は確実に第2切替位置に切り替えられる。これにより流量制御弁は開路側に保持され、またジャッキアップ切替弁の第2切替位置を介して与えられるパイロット圧によりセンタバイパス切替弁は閉位置に保たれる。したがって、主ポンプの圧油が、ジャッキアップ操作に伴って切り替えられた方向制御弁を介して油圧シリンダのロッド室に供給されて、所望のジャッキアップ操作を行うことができる。
また本発明は、前記発明において、前記圧力検出手段がロッド圧センサから成るとともに、前記油圧シリンダのボトム圧を検出するボトム圧センサを備え、前記ジャッキアップ切替弁が、前記第1切替位置である開位置と、前記第2切替位置である閉位置とを有するものから成り、前記弁制御手段が、前記ジャッキアップ切替弁を前記閉位置に切替えるパイロット圧、及び前記センタバイパス切替弁を前記閉位置に切替えるパイロット圧を供給可能な比例電磁弁と、前記ロッド圧閾値が設定されるとともに、前記作業要素の空中における下げ動作時に前記ボトム室に生じ得る圧力、前記油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴って前記ボトム室に生じ得る圧力、及びジャッキアップ操作開始時に前記ボトム室に生じ得る圧力が考慮されたボトム圧閾値が設定され、前記ロッド圧センサによって検出されたロッド圧が前記ロッド圧閾値に満たず、しかも前記ボトム圧センサによって検出された圧力が前記ボトム圧閾値以上のときに、前記ジャッキアップ切替弁を前記開位置に保ち、しかも前記センタバイパス切替弁を前記開位置に保つように前記比例電磁弁を制御し、前記ロッド圧センサによって検出されたロッド圧が前記ロッド圧閾値以上のときに、前記ボトム圧センサによって検出されたボトム圧の如何に拘わらず、前記ジャッキアップ切替弁を前記閉位置に保つように前記比例電磁弁を制御するコントローラとを含むことを特徴としている。
このように構成した本発明は、例えばロッド圧センサで検出されたロッド圧がロッド圧閾値に満たず、しかもボトム圧センサで検出されたボトム圧がボトム圧閾値以上となっていて、空中における作業要素の下げ動作が行われていることがコントローラで検出されると、このコントローラによって比例電磁弁を介してパイロット圧が供給されないようにこの比例電磁弁が制御される。これにより、ジャッキアップ切替弁は開位置に保持されて流量制御弁は閉路側に保持され、またセンタバイパス切替弁は開位置に保たれる。したがって、主ポンプの圧油は方向制御弁のバイパス通路、及びセンタバイパスラインを介してタンクに戻され、主ポンプの圧油が油圧シリンダのロッド室に供給されることなく、作業装置の自重によって空中における作業要素の所望の下げ動作を行うことができる。
また、ロッド圧センサで検出された圧力がロッド圧閾値以上で、ジャッキアップ操作が行われていることがコントローラで検出されると、ボトム圧センサによって検出されるボトム圧の如何に拘わらず、このコントローラによって比例電磁弁を介してパイロット圧が供給されるようにこの比例電磁弁が制御される。これにより、ジャッキアップ切替弁は閉位置に保持されて流量制御弁は開路側に保持され、またセンタバイパス切替弁は閉位置に保たれる。したがって、主ポンプの圧油がジャッキアップ操作に伴って切り替えられた方向制御弁を介して油圧シリンダのロッド室に供給され、所望のジャッキアップ操作を行うことができる。
また本発明は、前記発明において、前記方向制御弁が、前記作業要素の下げ動作時に、前記油圧シリンダの前記ボトム室からの戻り油を当該油圧シリンダの前記ロッド室に再生供給する再生回路を含む切替位置を有することを特徴としている。
このように構成した本発明は、例えば圧力検出手段で検出されたロッド圧がロッド圧閾値未満であって、空中における作業要素の下げ動作が行われているときには、作業装置の自重による降下とともに、油圧シリンダのボトム室からの戻り油が方向制御弁の切替位置に含まれる再生回路を介して油圧シリンダのロッド室に再生供給されて油圧シリンダが収縮し、所望の作業要素の下げ動作を行うことができる。また、圧力検出手段で検出されたロッド圧がロッド圧閾値以上となって、ジャッキアップ操作が行われているときには、主ポンプの圧油に合流して、油圧シリンダのボトム室からの戻り油が方向制御弁の切替位置に含まれる再生回路を介して油圧シリンダのロッド室に再生供給され、油圧シリンダが収縮して所望のジャッキアップ操作を行うことができる。
また本発明は、前記発明において、当該作業機が油圧ショベルから成り、前記作業要素がブームから成り、前記油圧シリンダがブーム用油圧シリンダから成ることを特徴としている。
本発明は、油圧シリンダのロッド圧を検出する圧力検出手段を備えるとともに、この圧力検出手段で検出されるロッド圧が、作業要素の空中における下げ動作時に作業装置の作業姿勢の変化に伴って前記油圧シリンダの前記ロッド室に生じ得る圧力、前記油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴って前記ロッド室に生じ得る圧力、及びジャッキアップ操作時に前記ロッド室に生じ得る圧力を考慮して予め設定されたロッド圧閾値に満たないときに、流量制御弁を閉路側に保つようにジャッキアップ切替弁を第1切替位置に切り替え、センタバイパス切替弁を開位置に保つように制御し、圧力検出手段で検出されるロッド圧が、ロッド圧閾値以上のときに、流量制御弁を開路側に保つようにジャッキアップ切替弁を第2切替位置に切り替え、センタバイパス切替弁を閉位置に保つように制御する弁制御手段を備えた構成にしてある。この構成により本発明は、作業装置の作業姿勢の変化や油圧シリンダに供給される圧油の温度変化に伴う油圧シリンダのボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、ジャッキアップ切替弁を切り替えることができる。したがって、油圧シリンダのボトム圧の変化によるジャッキアップ切替弁のハンチングの発生を従来よりも抑えることができ、作業要素を介して実施される作業の作業性を従来よりも向上させることができる。
以下、本発明に係る油圧作業機の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る油圧作業機の第1実施形態を構成する油圧ショベルを示す側面図である。
本実施形態に係る油圧ショベルは、図1に示すように、左右一対の走行装置1,2より成る走行体3と、当該走行体3上に旋回自在に取り付けられた旋回体4と、一端が旋回体4に回動自在にピン結合されたブーム5と、一端がブーム5に回動自在にピン結合されたアーム6と、一端がアーム6に回動自在にピン結合されたバケット7とを備えている。これらのブーム5、アーム6、及びバケット7によって作業装置が構成されている。また、この油圧ショベルは、走行装置1,2を駆動する第1及び第2の走行用油圧モータ8,9と、旋回体4を駆動する旋回用油圧モータ10と、ブーム5を駆動するブーム用油圧シリンダ11と、アーム6を駆動するアーム用油圧シリンダ12と、バケット7を駆動するバケット用油圧シリンダ13とを備えている。例えば前述したブーム5は、作業装置の自重により降下可能な作業要素を構成している。
図2は図1に示す第1実施形態に備えられる油圧駆動装置を示す電気・油圧回路図、図3は図2に示す操作装置を拡大して示す図、図4は第1実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図、図5は第1実施形態に備えられるジャッキアップ切替弁の切替圧力特性を示す図である。
図2に示すように、図1に示す油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置は、主ポンプ21から吐出される圧油により伸縮され、作業要素であるブーム5を駆動する前述した複動式のブーム用油圧シリンダ11と、センタバイパス通路を有し主ポンプ21からブーム用油圧シリンダ11のボトム室11a及びロッド室11bに供給される圧油の流れを制御する方向制御弁22と、方向制御弁22の切替操作を行う操作装置23とを備えている。図3に示すように、操作装置23は、操作レバー23aと、この操作レバー23によって切替操作されるブーム下げ用の減圧弁23bと、ブーム上げ用の減圧弁23cとから成っている。また、この油圧駆動装置は、パイロットポンプ24と、パイロットポンプ24から吐出される圧油の流れを制御し、ブーム5をジャッキアップ動作させるジャッキアップ切替弁25と、方向制御弁22の上流側で方向制御弁22のメータインポートに接続され、ジャッキアップ切替弁25によって切替操作される流量制御弁26と、方向制御弁22の下流側のセンタバイパスライン上に設けられ、方向制御弁22のセンタバイパス通路に接続され、ジャッキアップ切替弁25によって切替操作されてセンタバイパスラインを開閉するセンタバイパス切替弁27と、タンク28とを備えている。
ジャッキアップ切替弁25は、流量制御弁26を閉路側に保持する第1切替位置25aと、流量制御弁26を開路側に保持する第2切替位置25bと、切替圧力を決めるばね25cとを備えている。また、センタバイパス切替弁27は、センタバイパスラインを開閉する切替位置である開位置27a及び閉位置27bを有している。このセンタバイパス切替弁27は、ジャッキアップ切替弁25が第1切替位置25aに保持されているときには、パイロット圧が与えられないことにより開位置27aに切り替えられ、ジャッキアップ切替弁25が第2切替位置25bに切り替えられたときには、このジャッキアップ切替弁25の第2切替位置を通過したパイロット圧によって切り替えられるものから成っている。
なお、流量制御弁26は、ポペット弁261と、このポペット弁261の背圧室と方向制御弁22のポンプポート側とを連通、遮断するパイロット式の切替弁262とから成っている。方向制御弁22は、絞り29a,29bとチェック弁29cとからなる再生回路を含む切替位置22aを有している。この切替位置22aにもセンタバイパス通路が形成されている。
主ポンプ21と方向制御弁22との間には、主ポンプ21から方向制御弁22のセンタバイパス通路に直接通じる油道31と、主ポンプ21から流量制御弁26を介して方向制御弁22のメータインポートに通じる油道32,33とが設けられ、方向制御弁22とブーム用油圧シリンダ11との間には、ボトム室11aに通じる油道34とロッド室11bに通じる油道35とが設けられている。また、ブーム用油圧シリンダ11のボトム室11aとジャッキアップ切替弁25のばね25cが配設される制御部25dと対抗する制御部25eとの間には、ボトム圧を導く油道36が設けられている。さらに、方向制御弁22とタンク28とをつなぐ油道は、センタバイパス切替弁27を介して方向制御弁22側の油道37とタンク28側の油道38とに分けられており、方向制御弁22とタンク28側の油道38との間には、ボトム室11aから排出された圧油の一部をタンク28に導くための油道39が設けられている。また、操作装置23と方向制御弁22の制御部との間には、ブーム下げ信号供給用のパイロット管路40とブーム上げ信号供給用のパイロット管路41とが設けられ、さらにブーム下げ用のパイロット圧をジャッキアップ切替弁25を介してセンタバイパス切替弁27に導く、切替信号供給用のパイロット管路42,43が設けられている。加えて、ジャッキアップ切替弁25と流量制御弁26を構成する切替弁262の制御部との間には、ジャッキアップ切替弁25を介してパイロットポンプ24から切替信号供給用の圧油が導かれるパイロット管路45が設けられている。
第1実施形態に係る油圧ショベルは、ブーム用油圧シリンダ11のロッド室11bの圧力、すなわちロッド圧を検出する圧力検出手段、例えばロッド圧センサ101を備えている。また、ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧が、ブーム5の空中における下げ動作時に作業装置の作業姿勢の変化に伴ってロッド室11bに生じ得る圧力、ブーム用油圧シリンダ11に供給される圧油の温度変化に伴ってロッド室11bに生じ得る圧力、及びジャッキアップ操作時にロッド室11bに生じ得る圧力を考慮して予め設定されたロッド圧閾値Pr未満のときに、流量制御弁26を閉路側に保つようにジャッキアップ切換弁25を第1切替位置25aに切り替え、センタバイパス切替弁27を開位置27aに保つように制御し、ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧がロッド圧閾値Pr以上のときに、流量制御弁26を開路側に保つようにジャッキアップ切替弁25を第2切替位置25bに切り替え、センタバイパス切替弁27を閉位置27bに保つように制御する弁制御手段を備えている。
この弁制御手段は、パイロット管路44に接続され、ジャッキアップ切替弁25のばね25cの力を増加させるパイロット圧をパイロット管路44aを介して、ジャッキアップ切替弁25cが配設される制御部25dに供給可能な比例電磁弁100を含んでいる。また、弁制御手段は、図4に示すように、前述したロッド圧閾値Prが設定され、ロッド圧センサ101によって検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pr未満のときに、ジャッキアップ切替弁25のばね25cが配設される制御部25dにパイロット圧が供給されないように比例電磁弁100に低電流Lを出力させる制御処理を行い、ロッド圧センサ101によって検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pr以上のときに、ジャッキアップ切替弁25の制御部25dにパイロット管路44aを介してパイロット圧を供給するように、比例電磁弁100に高電流Hを出力させる制御処理を行う演算部102aを有するコントローラ102を含んでいる。
図2に示すように、ロッド圧センサ101とコントローラ102とは信号線103で接続され、比例電磁弁100とコントローラ102とは信号線104で接続されている。ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧がロッド圧閾値Pr未満のときには比例電磁弁100に低電流Lが出力されることにより、比例電磁弁100は図2に示す下段位置100bに保持される。これにより、パイロットポンプ24とジャッキアップ切替弁25の制御部25dとの間が遮断され、制御部25dにパイロット圧が供給されない。このとき、ジャッキアップ切替弁25の制御部25dに保持される圧力は図5のb以下となる。したがって、このときはジャッキアップ切替弁25のばね25cの力は比較的小さい力となる。すなわち、ばね25cによって決定されるジャッキアップ切替弁25の切替圧力は図5のBとなり、比較的低く設定される。
また、ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧がロッド圧閾値Pr以上のときには、比例電磁弁100に高電流Hが出力されることにより比例電磁弁100は図2に示す上段位置100aに切り替えられる。これによりパイロットポンプ24とジャッキアップ切替弁25の制御部25dとが導通し、制御部25dに図5のa以上のパイロット圧が供給される。したがって、このときはジャッキアップ切替弁25のばね25cの力が増加する。すなわち、ジャッキアップ切替弁25の切替圧力は図5のAとなって高くなる。
以下、前述のように構成された第1実施形態に係る油圧ショベルの動作について説明する。
操作レバー23aが中立位置にあり、ブーム用油圧シリンダ11に引張力が作用していない場合、ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧はロッド圧閾値Pr未満であり、このとき前述したように電磁比例弁100は図2に示す下段位置100bに保持される。したがって、この電磁比例弁100を介してパイロット圧がジャッキアップ切替弁25の制御部25dに供給されないことから、このジャッキアップ切替弁25の切替圧力は図5に示すBに設定される。また同図2に示すように、方向制御弁22は中立位置22bとなり、ブーム用油圧シリンダ11のボトム室11aがブーム5等を含む作業装置の自重分を支えるために高圧となり、この高いボトム圧が制御部25eに与えられるので、ジャッキアップ切替弁25はばね25cの力に抗して、すなわち低く設定された切替圧力Bに抗して切替位置25aに切り替えられ、パイロットポンプ24の圧油が、パイロット管路44、ジャッキアップ切替弁25の切替位置25aを介してパイロット管路45に導かれる。これによって、流量制御弁26の切替弁262は閉位置26aに切り替えられる。すなわち、流量制御弁26は閉路側に保持される。また、センタバイパス切替弁27は開位置27aを保持する。したがって、主ポンプ21から吐出された圧油は、油道31、方向制御弁22のセンタバイパス通路、油道37、センタバイパス切替弁27の開位置27a及び油道38を通ってタンク28に導かれる。
この状態から、操作レバー23aが同図2における右方向、即ち、ブーム上げ方向に操作された場合には、パイロットポンプ24から供給され、図3に示す減圧弁23cで減圧された圧油がパイロット管路41にブーム上げ用のパイロット圧として導出し、方向制御弁22が切替位置22cに切り替えられる。これにより、ロッド室11bから排出された圧油が油道35、方向制御弁22、油道39を通ってタンク28に戻されるので、ボトム圧がジャッキアップ切替弁25のばね25cにより設定される切替圧力Bよりも低圧となり、この低いボトム圧が制御部25eに与えられ、ジャッキアップ切替弁25が切替位置25bに切り替えられる。これによってパイロットポンプ24とパイロット管路45との間が遮断され、流量制御弁26を構成する切替弁262がそのばねの力によって切替位置26bに切り替えられる。すなわち、流量制御弁25が開路側に切り替えられる。また、センタバイパス切替弁27は、ジャッキアップ切替弁25の切替位置25bを通過してパイロット管路43に供給されるパイロット圧により閉位置27bに切り替えられる。したがって、油道32、流量制御弁26、油道33を通って方向制御弁22のメータインポートに供給された主ポンプ21からの圧油が、油道34を通ってボトム室11aに供給され、ブーム用油圧シリンダ11が伸張されて、ブーム5が上げ方向に回動される。
一方、操作レバー23aを同図2の左方向、即ち、ブーム下げ方向に操作すると、パイロットポンプ24から供給される圧油が図3に示す減圧弁23bで減圧され、この減圧された圧油がブーム下げ用のパイロット圧としてパイロット管路40に導出し、方向制御弁22の同図2の左側の制御部に与えられて、この方向制御弁22が切替位置22aに切り替えられる。そして、ボトム室11aからの戻り油の一部が絞り29b、チェック弁29c及び油道35を介してロッド室11bに再生供給されると共に、残りが絞り29a及び油道39を介してタンク28に戻される。
この場合において、例えば空中に保持されている作業装置を降下させる際には、ブーム用油圧シリンダ11の収縮に伴ってロッド圧が低くなり、ボトム圧が高くなる。したがって、ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧が前述の閾値Pr未満となり、ジャッキアップ切替弁25のばね25cにより設定される切替圧力は、比較的低い切替圧力Bとなる。これに伴ってボトム圧は切替圧力Bよりも高くなり、この高いボトム圧が制御部25eに与えられ、ジャッキアップ切替弁25は切替位置25aに維持される。すなわち、作業装置の作業姿勢の変化や圧油の温度変化に影響されることなく、強制的にジャッキアップ切替弁25が切り替えられ、切替位置25aに維持される。これにより、パイロットポンプ24の圧油に応じたパイロット圧がパイロット管路45に導かれることにより、前述のように流量制御弁26を構成する切替弁262が閉位置26aに維持され、また、センタバイパス切替弁27も開位置27aに維持される。したがって、主ポンプ21から吐出された圧油は、油道31、方向制御弁22のセンタバイパス通路、油道37、センタバイパス切替弁27の開位置27a及び油道38を通ってタンク28に導かれる。すなわち、主ポンプ21の圧油がブーム用油圧シリンダ11のボトム室11a及びロッド室11bには供給されないので、ロッド室11bへは方向制御弁22の切替位置22aの再生回路を介しての再生油のみが導入され、ブーム5等を含む作業装置の自重によってブーム用油圧シリンダ11が収縮し、このブーム用油圧シリンダ11によって駆動されるブーム5は所望の空中における下げ動作を行うことができる。
また、作業装置が接地されている状態でジャッキアップ操作を行うために、操作レバー23aがブーム下げ方向に操作されたときには、ボトム圧がジャッキアップ切替弁25のばね25cにより設定される切替圧力に満たず、ブーム用油圧シリンダ11のロッド圧が高くなる。したがって、ロッド圧センサ101で検出されるロッド圧が前述のロッド圧閾値Pr以上となり、圧油の温度変化に伴うボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、強制的にジャッキアップ切替弁25が、比例電磁弁100を介して供給されるパイロット圧により切替位置25bに切り替えられる。したがって、油道45を介して流量制御弁26の切替弁262の制御部に供給されていたパイロットポンプ24からのパイロット圧が遮断されるので、切替弁262がそのばねの力により開位置26bに切り替えられ、ポペット弁261の背圧が油道33と同圧となり、主ポンプ21から吐出された圧油が、油道32、流量制御弁26のポペット弁261、油道33を通って方向制御弁22のメータインポートに供給される。また、ジャッキアップ切替弁25の切り替えに伴って、パイロットポンプ24からのパイロット圧が、パイロット管路40、パイロット管路42、ジャッキアップ切替弁25の切替位置25b、パイロット管路43を通ってセンタバイパス切替弁27の制御部に供給されるので、センタバイパス切替弁27が閉位置27bに切り替えられ、方向制御弁22のセンタバイパスラインの下流が遮断される。したがって、油道33より方向制御弁22のメータインポートに供給された主ポンプ21からの圧油が、ボトム室11aから排出された戻り油すなわち再生油に合流して、油道35を通ってブーム用油圧シリンダ11のロッド室11bに供給される。これによって所望のジャッキアップ操作を行うことができる。
なお、ジャッキアップ操作の開始直前にあっては、ブーム用油圧シリンダ11のボトム圧が低くなっている。この低いボトム圧がジャッキアップ切替弁25の制御部25dに対抗する制御部25eに与えられることから制御部25dのばね25cの力によってジャッキアップ切替弁25は図2の切替位置25bに切り替えられた状態となっている。これに伴って、流量制御弁26は開路側となっており、センタバイパス切替弁27は閉位置27bに保持される。このような状態からジャッキアップ操作が開始されたとき、主ポンプ21の圧油が、流量制御弁26、方向制御弁22を介してブーム用油圧シリンダ11のロッド室11bに供給される。したがってロッド室11bは高圧となり、この高圧がロッド圧センサ101で検出されるのでコントローラ102から高電流Hが比例電磁弁100に与えられる。したがって、ジャッキアップ切替弁25の切替圧力は高く設定され、流量制御弁26は開路側に、センタバイパス切替弁27は閉位置27bにそれぞれ継続して維持される。このようなジャッキアップ操作の開始時に一時的にボトム圧が高くなることがあっても、前述のようにジャッキアップ切替弁25の切替圧力が、ジャッキアップ操作開始時のボトム圧を考慮して高く設定されているので、ジャッキアップ切替弁25が切替位置25aに切り替えられることなく、ジャッキアップ操作を実施させることができる。
以上のように、第1実施形態に係る油圧ショベルによれば、作業装置の作業姿勢の変化やブーム用油圧シリンダ11に供給される圧油の温度変化に伴うブーム用油圧シリンダ11のボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、ジャッキアップ切替弁25を切り替えることができる。これによりボトム圧の変化によるジャッキアップ切替弁25のハンチングの発生を抑えることができ、ブーム5を介して実施される作業の作業性を向上させることができる。
図6は本発明の第2実施形態を構成する油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置を示す電気・油圧回路図、図7は第2実施形態に備えられるコントローラの要部構成を示す図である。
この第2実施形態に係る油圧作業機も例えば油圧ショベルであり、外観は前述した図1に示す油圧ショベルと略同等である。したがって、以下にあっては必要に応じて図1に示した符号を用いて説明する。
この第2実施形態は、図6に示すように、第1実施形態にあっては備えられていた油道36、すなわちジャッキアップ切替弁25のばね25cが配設される制御部と対抗する制御部25dと、ブーム用油圧シリンダ11のボトム室11aとを連絡する油道36を備えていない。
また、ブーム用油圧シリンダ11のロッド圧を検出するロッド圧センサ107とともに、ブーム用油圧シリンダ11のボトム圧の圧力を検出するボトム圧センサ51を備えている。
また、ジャッキアップ切換弁25は、前述した第1切替位置に相当する開位置25aと、前述した第2切替位置に相当する閉位置25bとを有するものから成っている。このジャッキアップ切替弁25はパイロットポンプ24に接続されている。
また、この第2実施形態は、弁制御手段が、ジャッキアップ切替弁25を閉位置25bに切り替えるパイロット圧、及びセンタバイパス切替弁27を閉位置27bに切り替えるパイロット圧を供給可能な比例電磁弁52を含んでいる。
また、弁制御手段が、ロッド圧閾値Prが設定されるとともに、ブーム5の空中における下げ動作時に作業装置の作業姿勢の変化に伴ってブーム用油圧シリンダ11のボトム室11aに生じ得る圧力、ブーム用油圧シリンダ11に供給される圧油の温度変化に伴ってボトム室11aに生じ得る圧力、及びジャッキアップ操作開始時に生じ得るボトム室11aの圧力が考慮されたボトム圧閾値Pbが設定され、ロッド圧センサ107によって検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pr未満で、しかもボトム圧センサ51によって検出されたボトム圧がボトム圧閾値Pb以上のときに、ジャッキアップ切替弁25を開位置25aに保ち、しかもセンタバイパス切替弁27を開位置27aに保つように比例電磁弁52を介してパイロット圧が供給されないようにこの比例電磁弁52を制御し、ロッド圧センサ107によって検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pr以上のときに、ボトム圧センサ51によって検出された圧力の如何に拘わらず、ジャッキアップ切替弁25を閉位置25bに保つように比例電磁弁52を介してパイロット圧が供給されるようにこの比例電磁弁52を制御するコントローラ53を含んでいる。
図7に示すように、コントローラ53は、ロッド圧センサ107で検出されたロッド圧と予め設定されるロッド圧閾値Prとを比較し、検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pr未満のときには、空中におけるブーム5の下げ動作が行われていると判定し(判定S1)、検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pr以上のときには、ジャッキアップ操作が行われていると判定する(判定S2)判定部53aを含んでいる。
また、コントローラ53は、ボトム圧センサ51で検出されるボトム圧がボトム圧閾値Pb未満のときには、高電流Hを比例電磁弁52に出力する制御処理を行い、ボトム圧センサ51で検出されるボトム圧がボトム圧閾値Pb以上のときには低電流Lを比例電磁弁52に出力する制御処理を行う第1演算部53bを含んでいる。
また、コントローラ53は、ボトム圧センサ51で検出されたボトム圧の如何に拘わらず、高電流Hを比例電磁弁52に出力する制御処理を行う第2演算部53cを含んでいる。
さらに、コントローラ53は、判定部53aの判定結果がS1のときに、すなわち空中におけるブーム5の下げ動作が行われていると判定されたときに、ボトム圧センサ51で検出されたボトム圧を第1演算部53bに与え、また、判定部53aの判定結果がS2のときに、すなわちジャッキアップ操作が行われていると判定されたときに、ボトム圧センサ51で検出されたボトム圧を第2演算部53cに与えるスイッチ部53dを含んでいる。
その他の構成は、前述した第1実施形態と同等である。
このように構成した第2実施形態は、例えばロッド圧センサ107で検出され、信号線108を介してコントローラ53に出力されたロッド圧がロッド圧閾値Pr未満で、しかもボトム圧センサ51で検出され、信号線60を介してコントローラ53に出力されたボトム圧がボトム圧閾値Pb以上となっていて、空中における作業要素すなわちブーム5の下げ動作が行われているときには、コントローラ53の判定部53aでS1と判定され、スイッチ部53dを介してボトム圧センサ51で検出されたボトム圧が第1演算部53bに与えられる。この第1演算部53bにおける制御処理により、比例電磁弁52に信号線109を介して低電流Lが与えられる。これにより比例電磁弁52は、図6の上段位置52aに保持され、パイロット管路54を介して与えられるパイロット圧を、ジャッキアップ切替弁25の制御部25d、及びセンタバイパス切替弁27の制御部27cに供給しないように制御される。
これにより、ジャッキアップ切替弁25は開位置25aに保持されて流量制御弁26は閉路側に保持され、またセンタバイパス切替弁27は開位置27aに保たれる。したがって、主ポンプ21の圧油はタンクに戻され、主ポンプ21の圧油がブーム用油圧シリンダ11のロッド室11bに供給されることなく、作業装置の自重によって、また、方向制御弁22の切替位置22aに設けられる再生回路を介して供給されるボトム室11aからの戻り油によって、ブーム用油圧シリンダ11が収縮し、所望のブーム5の下げ動作を行うことができる。
また、ロッド圧センサ107で検出されたロッド圧がロッド圧閾値Pb以上であり、ジャッキアップ操作が行われているときには、コントローラ53の判別部53aでS2と判定され、スイッチ部53dを介してボトム圧センサ51で検出された圧力が第2演算部53cに与えられる。この第2演算部53cでは、ボトム圧センサ51によって検出されるボトム圧の如何に拘わらず高電流Hが演算され、この高電流Hが比例電磁弁52に出力される。
これにより、比例電磁弁52は図6の下段位置52bに切り替えられ、パイロット管路54を介してこの比例電磁弁52に与えられているパイロット圧を、パイロット管路55を介してジャッキアップ切替弁25のばね25cが配設されている制御部と対抗する制御部25eに供給するとともに、パイロット管路56を介してセンタバイパス切替弁27の制御部27cに供給する。これらにより、ジャッキアップ切替弁25は閉位置25bに切り替えられて流量制御弁26は開路側に切り替えられ、また、センタバイパス切替弁27は閉位置27bに切り替えられる。したがって、主ポンプ21の圧油が、方向制御弁22の切替位置22aに設けた再生回路を介して供給されるボトム室11aからの戻り油すなわち再生油に合流して、ブーム用油圧シリンダ11のロッド室11bに供給されて、所望のジャッキアップ操作を行うことができる。
なお、ジャッキアップ操作の開始直前にあっては、作業装置の接地に伴ってブーム用油圧シリンダ11のボトム圧が低くなっている。この低いボトム圧がボトム圧センサ51で検出されることから、コントローラ53から比例電磁弁52に出力される電流は高電流Hであり、比例電磁弁52は下段位置52bに保持される。したがって、ジャッキアップ切替弁25は閉位置25bに保持され、これに伴って、流量制御弁26は開路側となる。また、センタバイパス切替弁27は閉位置27bに保持される。このような状態からジャッキアップ操作が開始されたとき、主ポンプ21の圧油が、流量制御弁26、方向制御弁22を介してブーム用油圧シリンダ11のロッド室11bに供給される。したがってロッド室11bは高圧となり、この高圧がロッド圧センサ11bで検出されるのでコントローラ53においてはスイッチ53dは第2演算部53c側に切り替えられ、コントローラ53から引き続いて高電流Hが比例電磁弁52に与えられる。したがって、ジャッキアップ切替弁25は閉位置25bに維持されたままであり、流量制御弁26は開路側に継続して維持される。また、センタバイパス切替弁27も閉位置27bに継続して維持される。このようなジャッキアップ操作の開始時に一時的にボトム圧が高くなることがあっても、前述のようにジャッキアップ切替弁25は強制的に閉位置25bに保持されるので、ジャッキアップ切替弁25がボトム圧によって切替位置25aに切り替えられることなく、ジャッキアップ操作を実施させることができる。
このように構成した第2実施形態も、第1実施形態と同様に、作業装置の作業姿勢の変化やブーム用油圧シリンダ11に供給される圧油の温度変化に伴うブーム用油圧シリンダ11のボトム圧の変化、及びジャッキアップ操作開始時のボトム圧の変化に影響されることなく、ジャッキアップ切替弁25を切り替えることができる。これによりボトム圧の変化によるジャッキアップ切替弁25のハンチングの発生を抑えることができ、ブーム5を介して実施される作業の作業性を向上させることができる。