JPH0972304A - 建機の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブーム下降時にはブームシリンダが短縮駆動
状態であるにも拘らずにエンジンがアイドリング状態に
下がる不都合を解消させる。 【解決手段】 ブームシリンダ５ｃ用制御弁９内におけ
る供給側及び戻り側の油路夫々に絞り弁９ｓ，９ｍを設
け、容量可変型油圧ポンプ８を調節する流量調節機構Ａ
とを備え、絞り弁９ｓの圧油供給下手側の第１油路１４
ｔと、制御弁９の圧油供給ポート９ｐの第２油路１５と
の差圧を所定値に維持するロードセンシングと、ブーム
シリンダ５ｃの停止時にはエンジンをアイドリングと
し、作動時にはエンジン回転数をアクセルレバー通りの
設定値に設定するオートアイドルとを備える。オートア
イドルの作動、非作動を司る圧力センサ２３は、第１油
路１４ｔの圧を検出するものに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホウ等の建
機の油圧回路構造に係り、詳しくは、負荷に見合った分
だけの油圧動力をポンプ吐出させる負荷制御、所謂ロー
ドセンシングと、アクチュエータが作動していないと
き、すなわち負荷が作用していないときにはエンジン回
転数をアイドリング状態に落とす制御、所謂オートアイ
ドルとを備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロードセンシングを採用したものとして
は、特開平７‐１０３２０４号公報に示されたバックホ
ウが知られており、このものでは制御弁内における供給
側油路に装備された絞り弁による圧力差と、制御弁の圧
油供給下手側に配置された圧力補償弁による圧力差との
和によって設定される差圧を維持するようにポンプの流
量を可変調節するようにしている。又、先に出願した特
願平６‐２０４０７２号において、アクチュエータが作
動していないとき、すなわち負荷が作用していないとき
にはエンジン回転数を下げ、燃費改善と騒音低減を図る
技術が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ロードセンシ
ングを採る建機にオートアイドルを組込めば、必要な機
能を備えながらより一層省エネ化、低騒音化が図れる点
で好ましい。本発明は、ロードセンシングシステムとオ
ートアイドルシステムとを機能上の問題なく合理的に融
合させることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕上記目的達成のために本発明は、油圧アクチュ
エータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエータ
への圧油供給経路に対する絞り弁を内装した制御弁と、
油圧ポンプの単位時間当たりの吐出量を可変設定する流
量調節機構とを備え、絞り弁に対する圧油供給下手側部
分に連通する第１油路と、制御弁の圧油供給ポートに連
通する第２油路との差圧を所定値に維持するように流量
調節機構を操作する負荷制御手段と、エンジン回転数を
人為操作によって調節設定するアクセル操作具と、エン
ジン回転数を駆動操作して調節設定するアクセル調節機
構と、油圧アクチュエータが作動しているか否かを検出
する作動検出手段とを備え、油圧アクチュエータの停止
時にはエンジン回転数をアイドリング側に変更操作する
とともに、油圧アクチュエータの作動時にはエンジン回
転数をアクセル操作具による設定値に操作するように、
アクセル調節機構を作動させるアクセル制御手段とを備
え、作動検出手段を、第１油路に圧が立っているか否か
を検出するものに構成するとともに、制御弁内における
戻り側油路に絞り弁を設けてあることを特徴とするもの
である。

【０００５】〔作用〕請求項１の構成によれば、オート
アイドルの作動を司る作動検出手段を、制御弁内での供
給側油路の絞り弁に対する圧油供給下手側部分で圧が立
つか立たないかを検出することで構成してある。つま
り、差圧を出すための基本圧である回路圧が立つか立た
ないかを判断するものであるから、例えば、バックホウ
のように複数のアクチュエータを持つものでも、いずれ
かのアクチュエータを使えば必ず圧が作用するのであ
り、負荷の有無をもれなく検出できるのである。しかし
ながら、場合によっては必ずしも正確にアクチュエータ
の作動及び非作動状態を判断できないことがある。

【０００６】例えば、バックホウにおいてブームシリン
ダを作動させてブームを下降移動する場合では、元々ブ
ームの自重によって下降するものであり、ブームシリン
ダの駆動速度よりもブームの自重移動速度が同等以上で
あれば、実質上、前述した第１油路に圧が立たないこと
になり、アクチュエータが作動状態であるにも拘らずに
エンジンがアイドリング状態に下がってしまうことが予
測される。こうなると、次に遅滞なくブームを上昇操作
すると、そのことによってエンジン回転数を設定値に回
復するようになるため、不要な制御が行われるてしまう
とともに、その回復に要するタイムラグによって操作反
応が鈍くなる不都合がある。

【０００７】そこで、本願では、制御弁内における戻り
側油路に絞り弁を設けたから、その絞り弁によって必ず
背圧が発生するようになり、上述したように、負の圧で
アクチュエータが作動されるような場合でも、作動検出
手段が正しく検出作動できるようになるのである。従っ
て、アクチュエータの作動状態であるにも拘らずにアイ
ドリング状態となる不都合が解消され、無駄な制御が行
われなくなるとともに、操作レスポンスが改善されるよ
うになる。

【０００８】〔効果〕その結果、制御弁内の戻り側油路
に絞りを設けるという比較的簡単な改造によって、アク
チュエータでの作動圧有無に拘らずにその作動、非作動
の検出が行え、ロードセンシングシステムを採る油圧回
路において、正確にオートアイドルシステムが機能する
ようになり、より操作性に優れるものとして提供でき
た。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
建機の一例であるバックホウの場合について、図面に基
づいて説明する。図１にバックホウが示され、１は掘削
作業装置、２は旋回台、３は走行機台、４はクローラ走
行装置であり、掘削作業装置１は、ブーム５、アーム
６、バケット７等を備えて構成されている。このバック
ホウでは、ブームシリンダ５ｃ、アームシリンダ６ｃ、
バケットシリンダ７ｃ、並びに図示しない走行用油圧モ
ータやスイングシリンダ等のアクチュエータを駆動させ
るための油圧回路にロードセンシングシステムとオート
アイドルシステムとを採り入れており、以下に示す原理
図を基に説明する。

【００１０】図２に、ブームシリンダ５ｃとアームシリ
ンダ６ｃとに関する回路を抜粋した原理回路図が示さ
れ、８はエンジン１９で駆動される可変容量型の油圧ポ
ンプ、１３は油圧ポンプ８の単位時間当たりの吐出油量
を可変設定する流量調節機構である。流量調節機構１３
は、メインポンプ８の吐出圧で作動する馬力制御シリン
ンダ１３Ａと、調節ポンプ１８で駆動される流量制御シ
リンダ１３Ｂとで成る調節シリンダ１３で構成されてい
る。そして、流量調節機構１３と、これに対する圧力補
償型の流量制御弁１４とによりって負荷制御手段Ａが構
成されている。９はブーム用制御弁、１０はアーム用制
御弁、１１はブーム用で１２はアーム用の各コンペンセ
ータ（圧力補償弁）であり、両制御弁９，１０における
供給側油路及び戻り側油路の夫々に、絞り弁９ｓ，９
ｍ，１０ｓ，１０ｍが装備されている。

【００１１】各コンペンセータ１１，１２は、各供給側
絞り弁９ｓ，１０ｓに対する圧油供給下手側に位置し、
かつ、各アクチュエータ５ｃ，６ｃに対する圧油供給上
手側に配置されている。そして、各コンペンセータ１
１，１２に対する圧油供給下手側であり、かつ、各アク
チュエータ５ｃ，６ｃに対する圧油供給上手側部分と各
コンペンセータ１１，１２のバネ側油室とを連通する低
圧側油路１１ｔ，１２ｔを設けてある。

【００１２】各コンペンセータ１１，１２に対する圧油
供給上手側であり、かつ、各供給側油路の絞り弁９ｓ，
１０ｓに対する圧油供給下手側部分と、各コンペンセー
タ１１，１２の反バネ側油室とを連通する高圧側油路１
１ｋ，１２ｋを設けてある。各コンペンセータ１１，１
２に、流路断絶側に付勢する圧縮バネ１７が備えられた
定差減圧弁に構成され、これによってアフターオリフィ
ス型のロードセンシング回路を構成してある。

【００１３】流量制御弁１４のバネ側油室１４ｘと各供
給側絞り弁９ｓ，１０ｓに対する圧油供給下手側部分と
を連通する第１低圧側油路１４ｔを設けてあり、各低圧
側油路１１ｔ，１２ｔに第１低圧側油路１４ｔが連通し
ている。各制御弁９，１０の圧油供給ポート９ｐ，１０
ｐに連通される連通油路１５と、圧力調節弁１４の反バ
ネ側油室とを専用の接続油路１６で連通してある。又、
流量制御弁１４の切換わり時における調節シリンダ１３
に対する圧は、油圧ポンプ８とともにエンジン駆動され
る専用の調節ポンプ１８で賄うように構成してある。

【００１４】図２に示すように、エンジン回転数を人為
操作によって調節設定するアクセルレバー（アクセル操
作具の一例）２４と、エンジン回転数を駆動操作して調
節設定するアクセル調節機構Ｂと、ブームシリンダ５ｃ
等の油圧アクチュエータが作動しているか否か、すなわ
ち、負荷が作用しているか否かを検出する作動検出手段
Ｃとを備え、油圧アクチュエータが停止しての無負荷時
にはエンジン回転数をアイドリング側に変更操作すると
ともに、油圧アクチュエータの作動時にはエンジン回転
数をアクセルレバー２４による設定値に操作するよう
に、アクセル調節機構Ｂを作動させるアクセル制御手段
Ｄとを備えてある。

【００１５】すなわち、エンジン１９のガバナー２０に
ガバナレバー２１を備え、このガバナレバー２１を駆動
操作するギヤードモータ（アクセル調節機構Ｂの一例）
２２、前述した第１低圧側油路（第１油路に相当）１４
ｔの圧を検出する圧力センサ２３、及び、ハンドアクセ
ルレバー（アクセル操作具の一例）２４の操作位置を検
出するポテンショメータ２５を制御装置２６に接続して
アクセル制御手段Ｄを構成してある。尚、図示しない
が、ギヤードモータ２４内にはフィードバック用のポテ
ンショメータが装備されている。

【００１６】つまり、アイドリング位置ｉにあるハンド
アクセルレバー２４を操作して、作業状態におけるエン
ジン回転数（通常はフルアクセル位置ｍにセットするこ
とが多い）を設定し、作業状態であればその設定回転数
が維持され、非作業時（無負荷時）にはアクセルレバー
２１が位置ｍにセットされたままとしながらエンジン回
転数をアイドリング状態に落とすのである。この場合で
は、圧力センサ２３によって作動検出手段Ｃが構成され
ている。

【００１７】例えば、ブーム用制御弁９を切換えて、ブ
ーム５が下降するようにブームシリンダ５ｃを短縮駆動
させるときには、掘削作業装置１の自重によってはピス
トンロッド５ｒを押す速度がブームシリンダ５ｃの短縮
駆動速度よりも速くなることがある。そうなると、ブー
ム用制御弁９の圧油供給上手側油路にブームシリンダ５
ｃの駆動負荷による圧が立たなくなるのであるが、制御
弁内に装備した戻り側油路の絞り弁９ｍによって背圧が
立つようにしてあり、それによって第１低圧側油路１４
ｔに所期する圧が存在する状態となる。従って、圧力セ
ンサ２３が圧検出する状態になり、エンジン１９の回転
数をハンドアクセルレバー２４による設定回転数に維持
できるのである。

【００１８】上述の実施例では、ブームシリンダ５ｃと
アームシリンダ６ｃとで油圧アクチュエータを構成して
いるが、走行用油圧モータやスイングシリンダ等も油圧
アクチュエータであり、又、油圧アクチュエータが単数
の場合でも良い。

【００１９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの側面図

【図２】ロードセンシング及びオートアイドルの原理を
示す部分油圧回路図

【符号の説明】

５ｃ，６ｃ 油圧アクチュエータ ８ 油圧ポンプ ９，１０ 制御弁 ９ｓ，１０ｓ 絞り弁 ９ｐ，１０ｐ 圧油供給ポート ９ｍ，１０ｍ 絞り弁 １３ 流量調節機構 １４ｔ 第１油路 １５ 第２油路 ２４ アクセル操作具 Ａ 負荷制御手段 Ｂ アクセル調節機構 Ｃ 作動検出手段 Ｄ アクセル制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧アクチュエータ（５ｃ），（６ｃ）
   と、可変容量型の油圧ポンプ（８）と、前記アクチュエ
   ータ（５ｃ），（６ｃ）への圧油供給経路に対する絞り
   弁（９ｓ），（１０ｓ）を内装した制御弁（９），（１
   ０）と、前記油圧ポンプ（８）の単位時間当たりの吐出
   量を可変設定する流量調節機構（１３）とを備え、前記
   絞り弁（９ｓ），（１０ｓ）に対する圧油供給下手側部
   分に連通する第１油路（１４ｔ）と、前記制御弁
   （９），（１０）の圧油供給ポート（９ｐ），（１０
   ｐ）に連通する第２油路（１５）との差圧を所定値に維
   持するように前記流量調節機構（１３）を操作する負荷
   制御手段（Ａ）と、 エンジン回転数を人為操作によって調節設定するアクセ
   ル操作具（２４）と、エンジン回転数を駆動操作して調
   節設定するアクセル調節機構（Ｂ）と、前記油圧アクチ
   ュエータ（５ｃ），（６ｃ）が作動しているか否かを検
   出する作動検出手段（Ｃ）とを備え、前記油圧アクチュ
   エータ（５ｃ），（６ｃ）の停止時にはエンジン回転数
   をアイドリング側に変更操作するとともに、前記油圧ア
   クチュエータ（５ｃ），（６ｃ）の作動時にはエンジン
   回転数を前記アクセル操作具（２４）による設定値に操
   作するように、前記アクセル調節機構（Ｂ）を作動させ
   るアクセル制御手段（Ｄ）とを備え、 前記作動検出手段（Ｃ）を、前記第１油路（１４ｔ）に
   圧が立っているか否かを検出するものに構成するととも
   に、前記制御弁（９），（１０）内における戻り側油路
   に絞り弁（９ｍ），（１０ｍ）を設けてある建機の油圧
   回路。