JPH10219754A - 建機の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧回路の見直しにより、Ｌ／Ｓシステムに
おける走行昇圧制御、及びＡ／Ｉ制御のための検出・判
断制御構造の簡単化又は廉価化を行う。 【解決手段】 制御弁各々のスプールに３位置切換式の
開閉弁９ｖ，３４ｖを形成し、制御弁全てが中立である
と圧油がスプールを全て素通りするセンターバイパス式
制御油圧回路Ｈを設け、走行用開閉弁３４ｖ，３２ｖで
は中立以外の位置で絞り接続し、かつ、作業用開閉弁３
０ｖ，１０ｖでは中立以外の位置で流路を閉じるように
夫々構成し、オートアイドル制御用の作動検出手段とロ
ードセンシングにおける走行昇圧制御用の作業状態検出
手段の夫々を、制御油圧回路Ｈの圧変動を検出する油圧
計２３の検出情報と、予め設定された２種のしきい値と
を比較して判断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（以下、Ｌ／Ｓと略称する）システムと、
ブームシリンダや走行油圧モータ等の油圧アクチュエー
タが作動するとアクセルレバー通りにエンジン回転数を
上げ、停止すればアイドリング付近に落とすオートアイ
ドル（以下、Ａ／Ｉと略称する）システムとを備えたも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｌ／Ｓ及びＡ／Ｉの両システムを備えた
ものとしては、先に出願した特願平７−２５９６６２号
において提案したものがある。これは、左右の走行レバ
ーが互いに異なる位置に操作されているときには第１リ
リーフ弁（図３の符号４０）のリリーフ圧（以下、第１
リリーフ圧と称呼する）を高め、泥濘地等の高負荷旋回
走行時でもＬ／Ｓシステムを採るが故のリリーフカット
制御が働くことによる著しい速度低下が生じないように
して、旋回走行性能を向上させたものである。

【０００３】又、Ｌ／Ｓシステムにおける低圧側の差圧
油路の圧を検出する手段（前記先願の図面における符号
２３）を設け、その圧変動によって油圧アクチュエータ
が動いているか否かを判断してＡ／Ｉシステムを作動さ
せていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、Ｌ
／Ｓシステムにおける旋回走行性能の向上が図れる走行
昇圧制御のための検出判断手段と、Ａ／Ｉシステムのた
めの検出判断手段との双方を備えていて割高感があるこ
とから、図１０に示す原理図のように、双方の手段を兼
用化させたものが考えられた。すなわち、油圧アクチュ
エータの制御弁３０．３４，３２，１０のスプールに３
位置切換式の開閉弁３０ｖ，３４ｖ1 ，３２ｖ1 ，１０
ｖを形成し、各開閉弁をセンターバイパス式に接続して
Ａ／Ｉ用の第１制御油圧回路ＨＡを構成するとともに、
一対の走行用制御弁３４，３２についてはもう１個の開
閉弁３４ｖ2 ，３２ｖ2 を追加形成し、それら２個の追
加開閉弁３４ｖ2 ，３２ｖ2 を連通する走行昇圧制御用
の第２制御油圧回路ＨＳを構成する。

【０００５】つまり、２個の走行用制御弁３４，３２の
いずれかを中立以外の位置に切換えると第２制御油圧回
路ＨＳが閉塞され、第２油圧計２３Ｓによる回路圧の上
昇情報により、制御装置２６が電磁弁Ｖｅを切換え、制
御ポンプ６０で予圧を加えることで第１リリーフ弁４０
のリリーフ圧を高める。そして、いずれの走行用制御弁
３４，３２も中立位置にあれば第２制御油圧回路ＨＳが
開放され、第２油圧計２３Ｓによる回路圧の下降情報に
よって制御装置２６が電磁弁Ｖｅを切換え、第１リリー
フ弁４０のリリーフ圧を、制御ポンプ６０による予圧の
作用しない低圧にする走行昇圧制御が行われる。

【０００６】又、作業用及び走行用の全ての制御弁を中
立操作すれば第１制御油圧回路ＨＡが開放され、第１油
圧計２３Ａによる回路圧の下降情報によってエンジン回
転数をアイドリング側に落とし、いずれかの制御弁を中
立以外の位置に操作すれば第１制御油圧回路ＨＡが閉塞
され、第１油圧計２３Ａによる回路圧の上昇情報によっ
てエンジン回転数をアクセルレバー通りに上げるＡ／Ｉ
制御が行われる。

【０００７】しかしながら、上記比較例技術によれば、
走行昇圧制御用とＡ／Ｉ制御用の２種の制御回路ＨＳ，
ＨＡが必要になって構造が複雑になるとともに、第１リ
リーフ弁４０の昇圧用に高価な電磁弁Ｖｅが必要になる
等、さらなる改善の余地が残されているように思える。
そこで本発明の目的は、油圧回路の見直しにより、Ｌ／
Ｓシステムにおける走行昇圧制御、及びＡ／Ｉ制御のた
めの検出・判断制御構造の簡単化又は廉価化を行う点に
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１発明は、複数の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
る負荷制御手段を備えるとともに、第１油路と第２油路
との所定値よりも大きい差圧によって第２油路に対して
作用するアンロード弁と、第１油路に作用する第１リリ
ーフ弁と、第２油路に作用する第２リリーフ弁とを備
え、アクセル操作具の操作量を検出する操作量検出手段
と、エンジン回転数調節手段を駆動操作する操作アクチ
ュエータと、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
作し、かつ、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戻し操作するよ
うに、操作量検出手段と操作アクチュエータとを連係す
るアクセル制御手段を備え、第１リリーフ圧と所定差圧
との和が、第２リリーフ弁のリリーフ圧を下回る低圧状
態と上回る高圧状態とを選択設定可能となるように、第
１リリーフ圧を可変設定可能なリリーフ圧調節手段と、
このリリーフ圧調節手段の調節作動を司る作業状態検出
手段とを設け、油圧アクチュエータの制御弁各々のスプ
ールに、該制御弁に応答した数の切換え位置を備えた開
閉弁を形成し、制御弁の全てが中立位置にあるときには
圧油がスプールを全て素通りするセンターバイパス式の
制御油圧回路を設け、走行用制御弁の開閉弁を、その中
立以外の位置では絞り接続するように、かつ、走行用制
御弁以外の作業用制御弁の開閉弁を、その中立以外の位
置では流路が閉塞されるように夫々構成するとともに、
作動検出手段及び作業状態検出手段の夫々を、制御回路
の圧変動を検出する油圧センサの検出情報と、予め設定
されたしきい値とを比較して判断するものに構成してあ
ることを特徴とするものである。

【０００９】第２発明は、第１発明において、油圧セン
サを、制御油圧回路の油路における圧供給方向で最下手
側の開閉弁の下手側部分に接続した油圧計で構成し、油
路における油圧計接続部分の下手側にオリフィスを設け
るとともに、左右の走行用制御弁のいずれか一方のみが
中立以外の位置に切換えられたときの油圧計の検出値
と、作業用制御弁のうちのいずれかのみが中立以外の位
置に切換えられたときの油圧計の検出値との間の値に第
１しきい値を、かつ、いずれかの走行用制御弁のみが中
立以外の位置に切換えられたときの油圧計の検出値と、
全ての制御弁が中立位置にあるときの油圧計の検出値と
の間に第２しきい値を夫々設定し、第１しきい値よりも
検出圧が高いときにはリリーフ圧調節手段を高圧状態に
操作し、かつ、第１しきい値よりも検出圧が低いときに
はリリーフ圧調節手段を低圧状態に操作するとともに、
第２しきい値よりも検出圧が高いときにはエンジン回転
数をアイドリング側に変更操作し、第２しきい値よりも
検出圧が低いときにはエンジン回転数をアクセル操作具
による設定値に戻し操作するように夫々連係してあるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】第３発明は、第２発明において、第１リリ
ーフ弁のリリーフバネを、そのバネ長さが縮む側に押圧
可能な調節ピストンを設けてリリーフ圧調節手段を構成
し、第１しきい値よりも検出圧が高いときにはリリーフ
バネを圧縮し、第１しきい値よりも検出圧が低いときに
はリリーフバネが圧縮されないように構成するととも
に、油圧計に接続される油路と調節ピストン用の油圧室
とを連通する油路を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】〔作用〕請求項１の構成によれば、詳しく
は実施形態の項において説明するが、走行用制御弁スプ
ールの開閉弁を、その中立以外の位置を絞り流路とした
１個のもので構成し、予め決めたしきい値と回路圧との
比較により、走行昇圧制御及びＡ／Ｉ制御双方の判断が
行えるようになるものである。

【００１２】例えば、図８、図９に示すように、制御油
圧回路Ｈにおける圧供給方向で最上手側の開閉弁３０ｖ
とポンプ４８との間に油圧計２３を接続すると、作業装
置も走行装置も停止して全ての制御弁が中立となるとき
では、圧油が全開閉弁３０ｖ，３４ｖ等を素通りする検
出油路４７の全開状態となり、油圧計２３の検出圧は０
（又は、背圧による１〜２ｋｇの低圧）になる。作業用
制御弁３０のみ中立以外の位置に切換えての作業時で
は、検出油路４７はその開閉弁３０ｖで閉塞されるの
で、油圧計２３の検出圧はポンプ圧Ｐ（回路保護用のリ
リーフ弁があるときはそのリリーフ圧）になる。

【００１３】次に、片側の走行用制御弁３４のみを中立
以外の位置に切換えた走行（片側）時では、検出油路４
７はその開閉弁３４ｖで絞られ、油圧計２３はその絞り
３４ｃでの圧力降下の値ａを検出し、両方の走行用制御
弁３４，３２のみを中立以外の位置に切換えた走行（両
側）時では、検出油路４７はそれら２個の開閉弁３４
ｃ，３２ｃで絞られ、油圧計２３はそれら絞り３４ｃ，
３２ｃの２個での圧力降下の値ａ＋ｂを検出する。

【００１４】そして、ブームを下げながら旋回走行する
等の作業・走行時では、検出油路４７は作業用の開閉弁
１０ｖで閉塞されるので、油圧計２３の検出圧はポンプ
圧Ｐ（又は前述のリリーフ圧）になる。これらから、図
９に示すように、第１しきい値ｃをａ＋ｂ＜ｃ＜ｐに設
定すれば、中立時、走行（片側）時、及び走行（両側）
時には検出圧が第１しきい値ｃよりも低くなり、作業
時、及び作業・走行時には検出圧が第１しきい値ｃより
も高くなるから、第１しきい値ｃと制御油圧回路Ｈの検
出圧との比較によって走行状態か否かの作業状態検出手
段Ｇを構成できる。従って、走行時には第１リリーフ圧
を高めて、リリーフカット制御が行われないようにする
走行昇圧制御（後述）が行えるのである。

【００１５】又、第２しきい値ｄを０＜ｄ＜ａに設定す
れば、図９に示すように、一切の油圧アクチュエータが
停止する中立時には、油圧計２３の検出圧が第２しきい
値ｄよりも低くなり、作業時等の中立以外の時には油圧
計２３の検出圧が第２しきい値ｄよりも高くなるから、
第２しきい値ｄと検出圧との比較により、油圧アクチュ
エータが動いているか否かの作動検出手段Ｌを構成でき
ることになる。この作動検出手段Ｌにより、エンジン回
転数をアイドリング状態に下げるか、アクセルレバー２
４通りに上げるかのＡ／Ｉ制御が行えるようになる。

【００１６】請求項２の構成によれば、詳しくは実施形
態の項において説明するが、図６、図７に示すように、
全ての制御弁が中立となるときでは、オリフィス５９に
よる圧力降下分が油圧計２３の検出圧となり、例えば４
０ｋｇを示す。作業用制御弁（例えば１０）のみ中立以
外の位置に切換えての作業時では、検出油路４７ｋはそ
の開閉弁（例えば１０ｖ）で閉塞されるので、油圧計２
３の検出圧は僅かな背圧、例えば１〜２ｋｇとなる。

【００１７】次に、片側の走行用制御弁（例えば３４）
のみを中立以外の位置に切換えた走行（片側）時では、
検出油路４７ｋはその開閉弁（例えば３４ｖ）で絞ら
れ、油圧計２３はその絞り３４ｃでの圧力降下とオリフ
ィス５９による圧力降下との割比により、中立時よりも
低い検出圧、例えば２５ｋｇになる。両方の走行用制御
弁３４，３２のみを中立以外の位置に切換えた走行（両
側）時では、検出油路４７ｋはそれら２個の開閉弁３４
ｖ，３２ｖで絞られ、油圧計２３はそれら２個の絞り３
４ｃ，３２ｃでの圧力降下とオリフィス５９による圧力
降下との割比により、走行（片側）時よりも低い検出
圧、例えば２０ｋｇになる。

【００１８】そして、作業・走行時では、検出油路４７
ｋは作業用の開閉弁（例えば３５ｖ）で閉塞されるの
で、油圧計２３の検出圧は僅かな背圧、例えば１〜２ｋ
ｇとなる。従って、第１しきい値ｅを、例えば１５ｋｇ
に設定すれば、中立時、走行（片側）時、及び走行（両
側）時には検出圧が第１しきい値ｅよりも高くなり、作
業時、及び作業・走行時には検出圧が第１しきい値ｅよ
りも低くなるから、第１しきい値ｅと検出圧との比較に
より、走行状態か否かの作業状態検出手段Ｇを構成する
ことができる。従って、走行時には第１リリーフ圧を高
めて、リリーフカット制御が行われないようにする走行
昇圧制御（後述）が行えるのである。

【００１９】又、第２しきい値ｆを、例えば３０ｋｇに
設定すれば、中立時には油圧計２３の検出圧が第２しき
い値ｆよりも高くなり、作業時等の中立以外の時には油
圧計２３の検出圧が第２しきい値ｆよりも低くなるか
ら、第２しきい値ｆと検出圧との比較により、油圧アク
チュエータが動いているか否かの作動検出手段Ｌを構成
できることになる。この作動検出手段Ｌにより、エンジ
ン回転数をアイドリング状態に下げるか、アクセルレバ
ー２４通りに上げるかのＡ／Ｉ制御が行えるようにな
る。

【００２０】請求項３の構成によると、走行昇圧制御に
おいて第１リリーフ圧を高めるのは、検出油路の検出圧
が第１しきい値よりも高いときであり、その高い検出圧
で第１リリーフ弁のリリーフバネを直接圧縮させること
で第１リリーフ圧を高める手段である。つまり、第１し
きい値よりも高圧になるとリリーフバネを圧縮し、第１
しきい値よりも低圧であるとリリーフバネを圧縮できな
いように、検出圧とリリーフバネの強さとを関係付けて
設定することで、検出圧を利用してリリーフ圧を変更さ
せる機械的なリリーフ圧調節手段Ｅを構成でき、従来の
ようにリリーフ圧調節手段に高価な電磁弁を用いないで
済む。

【００２１】〔効果〕請求項１〜３のいずれに記載の建
機の油圧回路でも、（イ）検出圧としきい値との比較・
判断によって作動検出手段、及び作業状態検出手段を構
成させることにより、Ｌ／Ｓシステムにおける走行昇圧
制御、及びＡ／Ｉ制御を行わせるための信号回路を各制
御弁スプールに単一の開閉弁を設けるだけで構成でき、
走行用の開閉弁を２個設けていた従来に比べてコンパク
ト化、及びコストダウンすることができた。

【００２２】請求項２に記載の建機の油圧回路では、検
出圧が高くなると第１リリーフ圧も高めるという圧の高
低方向が揃った制御し易い状態としながら、２個のしき
い値を設けて検出圧と比較及び判断させる２種の信号処
理手段を設けるだけの場所を取らない状態で前記（イ）
の効果が得られた。

【００２３】請求項３に記載の建機の油圧回路では、リ
リーフ圧調節手段を、検出圧がしきい値より高くなるこ
とを利用した機械式のものに構成でき、合理的、経済的
に前記（イ）の効果が得られた。

【００２４】

【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に小型の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、２８はドーザであり、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。ブーム５は、基端ブーム部５ｘと、中間ブー
ム部５ｙと、先端ブーム部５ｚとから成り、オフセット
シリンダ３６によって先端ブーム部５ｚを基端ブーム部
５ｘに対して平行オフセット移動できるタイプに構成し
てある。

【００２５】図２、図３に油圧回路の概略が示され、ド
ーザシリンダ用制御弁２９、バケットシリンダ７ｃ用制
御弁３０、左走行モータ３１用制御弁３２、ブームシリ
ンダ５ｃ用制御弁９、アームシリンダ６ｃ用制御弁１
０、右走行モータ３３用制御弁３４、旋回モータ用制御
弁３５、オフセットシリンダ３６用制御弁３７、及びサ
ービス用制御弁３８の各制御弁に対して、負荷圧よりも
僅かに高い圧力でもって吐出される可変容量型のツイン
油圧ポンプ８を備えたロードセンシングシステムが採用
されている。又、騒音や省エネルギーの点で好ましいオ
ートアイドルシステムも採入れてあり、以下に説明す
る。

【００２６】図２におけるブームシリンダ５ｃと右走行
用油圧モータ３３とに関する部分を抜粋した主要部の原
理回路図が図４に示され、８はエンジン１９で駆動され
る前述した可変容量型のツイン油圧ポンプ、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
構成されている。又、調節シリンダ１３に対する圧力補
償型の流量調節弁１４が設けてある。

【００２７】１１はブーム用で１２は右走行モータ用の
各コンペンセータ（圧力補償弁）であり、ブーム用制御
弁９と右走行モータ用制御弁３４における供給側油路に
絞り弁９ｓ，３４ｓが装備されている。両コンペンセー
タ１１，１２は、各供給側絞り弁９ｓ，３４ｓ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５
ｃ，３３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１１，１２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，３３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。

【００２８】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，
３４ｓ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を設ける。そして、各コンペンセータ１
１，１２を、流路断絶側に付勢する圧縮バネ１７を備え
た定差減圧弁に構成し、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。

【００２９】流量制御弁１４のバネ側油室１４ｘと各供
給側絞り弁９ｓ，３４ｓに対する圧油供給下手側部分と
を連通する低圧側の第１油路１４ｔを設けてあり、各低
圧側油路１１ｔ，１２ｔに第１油路１４ｔが連通してい
る。各制御弁９，３４の供給ポート９ｐ，３４ｐに連通
される高圧側の第２油路１５と、流量制御弁１４におけ
るバネ側油室１４ｘと反対側の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の調節シリン
ダ１３に対する圧は、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。つまり、第１油路
１４ｔと、制御弁９，３４の各供給ポート９ｐ，３４ｐ
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、調節シリンダ１３を操作する流量制御弁１４を設
けて負荷制御手段Ａを構成してある。

【００３０】そして、ロードセンシングによる第１油路
１４ｔと第２油路１５との差圧（１４ｋｇ）よりも大き
い差圧（２０ｋｇ）によって第２油路１５に対して作用
するアンロード弁３９と、第１油路１４ｔに作用する第
１リリーフ弁４０と、第２油路１５に作用する第２リリ
ーフ弁４１とを備えている。

【００３１】図５に示すように、バケット用制御弁３
０、ブーム用制御弁９、アーム用制御弁１０、旋回用制
御弁３５、及びオフセット用制御弁３７はパイロット圧
で切換えられるパイロット操作式に構成され、ブーム・
バケット用の十字操作レバー５０と、アーム・旋回用の
十字操作レバー５１と、オフセットペダル５２とを備え
ている。そして、各パイロット弁５０ａ〜５０ｄ，５１
ａ〜５１ｄ，５２ａ，５２ｂに対するパイロットポンプ
は、調節ポンプ１８で共用してある。

【００３２】このバックホウでは、走行状態のときには
第１リリーフ圧を高くして、高負荷でも旋回速度があま
り遅くならないように工夫してある。すなわち、図６に
示すように、油圧アクチュエータの制御弁３０，９，３
４，３２，１０，３８，３７，２９，３５各々のスプー
ルに、３位置切換え式の開閉弁３０ｖ，９ｖ，３４ｖ，
３２ｖ，１０ｖ，３８ｖ，３７ｖ，２９ｖ，３５ｖを形
成し、制御弁の全てが中立位置にあるときには圧油がス
プールを全て素通りするセンターバイパス式の制御油圧
回路Ｈを設ける。

【００３３】走行用制御弁の開閉弁３４ｖ，３２ｖは、
その中立以外の位置では絞り接続するように、かつ、走
行用制御弁以外の作業用制御弁の開閉弁３０ｖ，９ｖ，
１０ｖ，３８ｖ，３７ｖ，２９ｖ，３５ｖは、その中立
以外の位置では流路が閉塞されるように夫々構成する。
制御油圧回路Ｈの圧変動を検出する油圧計（油圧センサ
の一例）２３を備え、この油圧計２３の検出情報とそれ
に対する第１しきい値ｅとを比較しての判断により、後
述する作動検出手段及び作業状態検出手段Ｇ夫々を構成
してある

【００３４】図４，図６，図７に示すように、走行用油
圧モータ３１，３３以外の油圧アクチュエータ、すなわ
ち作業用油圧アクチュエータが作動しているか否かを検
出する作業状態検出手段Ｇと、第１リリーフ弁４０のリ
リーフ圧を可変設定可能なリリーフ圧調節手段Ｅとを設
け、走行状態が現出されると、第１リリーフ弁４０のリ
リーフ圧と所定差圧との和が、第２リリーフ弁４１のリ
リーフ圧を上回る状態となるように、作業状態検出手段
Ｇとリリーフ圧調節手段Ｅとを連係してある。

【００３５】−作業状態検出手段Ｇ− 図４に示すように、左右の走行用制御弁３２，３４以外
の７個の制御弁、すなわち作業用制御弁Ｖｓには、その
スプールに３位置切換式の開閉弁３０ｖ，９ｖ，１０
ｖ，３８ｖ，３７ｖ，２９ｖ，３５ｖが形成してあり、
これら各開閉弁を、本体である制御弁が中立位置にある
と流路が開通し、中立以外の位置にあるときでは流路が
閉じられるように構成してある。

【００３６】そして、図６に示すように、各開閉弁を連
通する検出油路４７の一端にエンジン駆動される制御ポ
ンプ４８を設け、かつ、他端をオリフィス５９を介して
ドレンし、油圧供給最下手側の旋回用開閉弁３５ｖとオ
リフィス５９との間に油圧計２３を接続して作業状態検
出手段Ｇを構成してある。

【００３７】つまり、油圧計２３には、全て開閉弁が中
立位置であればオリフィス５９による大きな圧（４０ｋ
ｇ）が立ち、作業用開閉弁３０ｖ，９ｖ，１０ｖ，３８
ｖ，３７ｖ，２９ｖ，３５ｖのうちのいずれかを中立以
外に切換えると油圧計２３の検出圧は最低（１〜２ｋ
ｇ）となる。２個の走行用開閉弁３２，３４のうちのい
ずれかのみを中立以外の位置に切換える（旋回走行状
態）と、中程度の圧（２５ｋｇ）が立ち、両方の走行用
開閉弁３２，３４を中立以外の位置に切換える（直進走
行状態）と、小さな圧（２０ｋｇ）が立つようになり、
第１しきい値ｅの値を小さな圧と最低の圧の間の圧（１
５ｋｇ）とすることによって作業状態検出手段Ｇが構成
されるのであり、その作用は「作用」の項における請求
項２の部分において述べた通りである。

【００３８】図６に示すように、入力及び出力油路５
３，５４を開閉するスライド弁体５５と、リリーフバネ
５６と、リリーフバネ５６の基端側位置を可変可能なピ
ストン５７とを備えて第１リリーフ弁４０を構成すると
ともに、ピストン５７を動かすための油圧室５８と、制
御油圧回路Ｈにおける油圧計２３への検出油路４７ｋと
を連通する油路５８ａを設けてリリーフ圧調節手段Ｅを
構成してある。つまり、図７に示すように、検出油路４
７ｋの圧が最低となる作業時、及び作業・走行時以外の
ときには、２０ｋｇ以上の圧が立ち、その検出油路の圧
を油圧室５８に供給してリリーフバネ５６を圧縮する。

【００３９】ここで、両走行時、及び中立時に、例えば
アーム用制御弁１０が掻込み側に駆動されて、その開閉
弁１０ｖが中立位置以外の位置にあると、制御ポンプ４
８の圧が油圧室５８に及ばないのでピストン５７は移動
せず、従って、第１リリーフ圧は低圧（２３０ｋｇ）の
ままである。次に、走行（片側）時には、例えば右走行
用開閉弁３４ｖのみが中立以外の位置に切換えられて、
油路４７には絞り３４ｃとオリフィス５９とが作用する
状態になり、検出油路４７ｋには２０ｋｇの圧が作用す
るので、その圧によってピストン５７を仮想線の位置ま
で動かしてリリーフバネ５６を圧縮し、第１リリーフ圧
を高圧（２５０ｋｇ）に切換えるのである。

【００４０】同様に、両方の走行用開閉弁３４，３２が
共に中立以外の位置に切換えられると、油路４７には絞
り３４ｃ，３２ｃ及びオリフィス５９とが作用し、検出
油路４７ｋには２５ｋｇの圧が立ち、第１リリーフ圧を
２５５ｋｇに上昇させるのである。又、全開閉弁が中立
位置のときには４０ｋｇが第１リリーフ弁４０に作用
し、第１リリーフ圧を２７０ｋｇにまで上げるが、この
状態では一切の油圧アクチュエータが動かないので、特
に不都合はない。

【００４１】ここで、Ｌ／Ｓシステムにおける走行昇圧
制御の必要性を、図２〜図４を参照して説明する。先
ず、例として、差圧を出すための流量制御弁１４の作動
圧を１４ｋｇ、アンロード圧を２０ｋｇ、第１リリーフ
弁４０のリリーフ圧を２３０ｋｇ、そして第２リリーフ
弁４１のリリーフ圧を２６０ｋｇに夫々設定してあると
する。そして、例えば右側の走行用油圧モータ３３の走
行負荷が高くなり、２３０ｋｇを越えると、システムリ
リーフ弁である第１リリーフ弁４０が開通するのである
が、もともと第１油路１４ｔを含む低圧側の油路（図４
における破線で描かれた油路）は差圧検出用であり、ア
クチュエータ駆動用の油路に較べて細い流路であって十
分な排出が困難である。故に、第１リリーフ弁４０が開
通したにも拘わらずに、尚も吐出圧が上昇するようにな
る。

【００４２】そして、Ｌ／Ｓ差圧が上昇して２０ｋｇ
（つまり、第２油路１５の圧が２５０ｋｇ）になると、
今度はアンロード弁３９が開通して十分な排出が行われ
るようになるが、２６０ｋｇの開通圧を持つ第２リリー
フ弁４１は閉じているので、Ｌ／Ｓ差圧が設定圧の１４
ｋｇより大きい２０ｋｇに維持されることになり、油圧
ポンプ８の吐出量は最低に制御されることになる。従っ
て、走行用油圧モータ３３の駆動速度も最低速となって
力強いが高負荷を伴う旋回時の走行速度が遅くなる。こ
れが「従来の技術」の項で述べたリリーフカット制御の
ことであある。

【００４３】そこで、これを解消するには、第１リリー
フ圧と所定差圧との和が、第２リリーフ圧を上回るよう
にすれば良い。つまり、第１リリーフ弁４０の開通圧を
２５０ｋｇに設定する。すると、旋回時の走行負荷が大
きくなって第１リリーフ弁４０が開通し、尚も圧が上昇
するが、油圧ポンプ８の吐出圧が設定差圧１４ｋｇを生
じるための２６４ｋｇに達する前の２６０ｋｇになった
ときに第２リリーフ弁４１が開通することになり、Ｌ／
Ｓ差圧が１０ｋｇに維持されるようになる。

【００４４】そこで、設定差圧１４ｋｇを出そうとして
油圧ポンプ８の吐出量を増大させるように制御される
が、差圧は１０ｋｇより大きくはならない。その結果、
ポンプ吐出量は最大に制御されることになり、従って、
油圧モータ３３の駆動速度も増速される状態になり、旋
回速度が速くなるのである。つまり、通常は第２リリー
フ弁４１が開通するに先立ってアンロード弁３９が開通
する状態であり、アンロード弁３９が先に開通すると、
ロードセンシングの差圧が設定値よりも大きくなってポ
ンプ吐出量が最小に制御されるのに対し、アンロード弁
３９よりも第２リリーフ弁４１が先に開通するようにす
れば、差圧が設定値よりも小さくなり、ポンプ吐出量が
最大に制御されるのである。これを走行昇圧制御と称す
る。

【００４５】−オートアイドル制御について−

【００４６】図４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２３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。

【００４７】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
操作するアクセル調節機構であるギヤードモータ２２、
前述した油路４７の圧を検出する油圧計２３、及び、ハ
ンドアクセルレバー２４の操作位置を検出するポテンシ
ョメータ２５、及びガバナレバー２１の操作量を検出す
るフィードバック用のポテンショメータ２７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。

【００４８】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り、その判断は
制御装置２６が油圧計２３の検出圧と予め設定された第
２しきい値ｆとを比較して行われる。

【００４９】例えば、第２しきい値ｆ＝３０ｋｇに設定
する。すると、図７に示すように、全ての油圧アクチュ
エータが動かない中立時には検出圧は４０ｋｇであり、
第2しきい値ｆよりも大きい値であるので、エンジン回
転数をアイドリング側に下げるように制御される。そし
て、作業時や走行時等の何らかの油圧アクチュエータが
動いている状態では、検出圧は全て第２しきい値よりも
小さいので、エンジン回転数をアクセルレバー２４通り
に上げるように制御される。

【００５０】つまり、制御装置２６には第１しきい値ｅ
と第２しきい値ｆとの２種のしきい値が記憶されてお
り、Ｌ／Ｓ制御における第１リリーフ圧の調節、及びＡ
／Ｉ制御の双方の検出判断手段を単一の制御油圧回路Ｈ
で賄えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】バックホウの側面図

【図２】油圧回路の概略全体図

【図３】油圧回路の概略全体図

【図４】オートアイドル付きロードセンシングの原理を
示す部分油圧回路図

【図５】各制御弁の操作構造を示す回路図

【図６】作業状態検出手段及び作動検出手段の原理を示
す回路図

【図７】第１リリーフ圧、及びエンジン回転数の高低変
化図

【図８】別構造による作業状態検出手段及び作動検出手
段の原理を示す回路図

【図９】図８に関する第１リリーフ圧、及びエンジン回
転数の高低変化図

【図１０】比較例の作業状態検出手段及び作動検出手段
の原理を示す回路図

【符号の説明】

５ｃ，３３ 油圧アクチュエータ ８ 油圧ポンプ ９，３４ 制御弁 ９ｓ，３４ｓ 絞り弁 ９ｐ，３４ｐ 供給ポート ９ｖ，３４ｖ 開閉弁 １０ｖ，３０ｖ 作業用開閉弁 １３ 流量調節機構 １４ｔ 第１油路 １５ 第２油路 ２０ エンジン回転数調節手段 ２２ 操作アクチュエータ ２３ 油圧センサ ２４ アクセル操作具 ２５ 操作量検出手段 ３２ｖ，３４ｖ 走行開閉弁 ３５ｖ 最下手側の開閉弁 ３９ アンロード弁 ４０ 第１リリーフ弁 ４１ 第２リリーフ弁 ４７ 油路 ４７ｋ 検出油路 ５６ リリーフバネ ５７ 調節ピストン ５８ 油圧室 ５８ａ 油路 ５９ オリフィス Ａ 負荷制御手段 Ｄ アクセル制御手段 Ｅ リリーフ圧調節手段 Ｇ 作業状態検出手段 Ｈ 制御油圧回路 Ｌ 作動検出手段 ｅ 第１しきい値 ｆ 第２しきい値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の油圧アクチュエータと、可変容量
   型の油圧ポンプと、前記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、前記油圧ポンプ
   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、前記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、前記制御弁の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前記流量調
   節機構を操作する負荷制御手段を備えるとともに、 前記第１油路と前記第２油路との前記所定値よりも大き
   い差圧によって前記第２油路に対して作用するアンロー
   ド弁と、前記第１油路に作用する第１リリーフ弁と、前
   記第２油路に作用する第２リリーフ弁とを備え、 アクセル操作具の操作量を検出する操作量検出手段と、
   エンジン回転数調節手段を駆動操作する操作アクチュエ
   ータと、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、前記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
   作し、かつ、前記油圧アクチュエータの作動時にはエン
   ジン回転数を前記アクセル操作具による設定値に戻し操
   作するように、前記操作量検出手段と前記操作アクチュ
   エータとを連係するアクセル制御手段を備え、 前記第１リリーフ弁のリリーフ圧と前記所定差圧との和
   が、前記第２リリーフ弁のリリーフ圧を下回る低圧状態
   と上回る高圧状態とを選択設定可能となるように、前記
   第１リリーフ弁のリリーフ圧を可変設定可能なリリーフ
   圧調節手段と、このリリーフ圧調節手段の調節作動を司
   る作業状態検出手段とを設け、 前記油圧アクチュエータの制御弁各々のスプールに、該
   制御弁に応答した数の切換え位置を備えた開閉弁を形成
   し、前記制御弁の全てが中立位置にあるときには圧油が
   前記スプールを全て素通りするセンターバイパス式の制
   御油圧回路を設け、走行用制御弁の開閉弁を、その中立
   以外の位置では絞り接続するように、かつ、走行用制御
   弁以外の作業用制御弁の開閉弁を、その中立以外の位置
   では流路が閉塞されるように夫々構成するとともに、 前記作動検出手段及び前記作業状態検出手段の夫々を、
   前記制御回路の圧変動を検出する油圧センサの検出情報
   と、予め設定されたしきい値とを比較して判断するもの
   に構成してある建機の油圧回路。
2. 【請求項２】 前記油圧センサを、前記制御油圧回路の
   油路における圧供給方向で最下手側の開閉弁の下手側部
   分に接続した油圧計で構成し、前記油路における前記油
   圧計接続部分の下手側にオリフィスを設けるとともに、 左右の前記走行用制御弁のいずれか一方のみが中立以外
   の位置に切換えられたときの前記油圧計の検出値と、前
   記作業用制御弁のうちのいずれかのみが中立以外の位置
   に切換えられたときの前記油圧計の検出値との間の値に
   第１しきい値を、かつ、いずれかの走行用制御弁のみが
   中立以外の位置に切換えられたときの前記油圧計の検出
   値と、全ての制御弁が中立位置にあるときの前記油圧計
   の検出値との間に第２しきい値を夫々設定し、 前記第１しきい値よりも検出圧が高いときには前記リリ
   ーフ圧調節手段を高圧状態に操作し、かつ、前記第１し
   きい値よりも検出圧が低いときには前記リリーフ圧調節
   手段を低圧状態に操作するとともに、前記第２しきい値
   よりも検出圧が高いときにはエンジン回転数をアイドリ
   ング側に変更操作し、前記第２しきい値よりも検出圧が
   低いときにはエンジン回転数を前記アクセル操作具によ
   る設定値に戻し操作するように夫々連係してある請求項
   １に記載の建機の油圧回路。
3. 【請求項３】 前記第１リリーフ弁のリリーフバネを、
   そのバネ長さが縮む側に押圧可能な調節ピストンを設け
   て前記リリーフ圧調節手段を構成し、前記第１しきい値
   よりも検出圧が高いときには前記リリーフバネを圧縮
   し、前記第１しきい値よりも検出圧が低いときには前記
   リリーフバネが圧縮されないように構成するとともに、
   前記油圧計に接続される油路と前記調節ピストン用の油
   圧室とを連通する油路を設けてある請求項２に記載の建
   機の油圧回路。