JPH1054059A - 建機の油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中立操作時の停止ショックを抑制するクッシ
ョン制御装置を、ロードセンシングシステムを採用する
バックホウに好適な状態で実現させる。 【解決手段】 作業装置の負荷圧よりも所定の差圧分だ
け高い圧が油圧アクチュエータ５ｃに供給されるように
ポンプ８の吐出量を制御する負荷制御手段Ａを備えたロ
ードセンシングシステムを採るバックホウにおいて、油
圧アクチュエータの制御弁９の中立操作に伴ってアクチ
ュエータ速度を漸減して停止させるクッション手段と、
アクチュエータ速度を検出する速度検出手段とを備え、
制御弁９の中立操作時のアクチュエータ速度が速いと漸
減作用を強化し、かつ、油圧アクチュエータ速度が遅い
と漸減作用を弱化させるクッション作用調節手段を備
え、制御弁９に内装された絞り弁９ｓの絞り量又は差圧
を変更調節可能な流量調節手段Ｂを備えるとともに、絞
り量又は差圧を検出することによって速度検出手段を構
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、バックホウやクレ
ーンといった建機の油圧回路に係り、詳しくは、ブーム
シリンダ等の油圧アクチュエータ作動をショック少なく
円滑に停止させるクッション制御技術に関する。さらに
詳しくは、ロードセンシングシステムを採る建機に好適
なクッション制御技術を得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、クッション制御を備えたものとし
ては、特開平８‐８１９７９号公報に示されたバックホ
ウ等が知られており、操作レバーを操作したままとして
も油圧シリンダが伸長側又は短縮側にフルストロークす
る場合には自動的に減速しながら止まるように制御され
ており、ショックなく掘削作業装置を停止させることが
できるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に示されたも
のでは、油圧アクチェータのフルストローク時に作動す
る油路の絞り作用によるメカ的なクッション機能や、こ
れと、制御弁を徐々に閉じる絞り作用によるクッション
機能との双方を効かした手段が開示されるとともに、制
御弁の閉じ操作具合の変更により、停止の際の減速特性
を変更設定できる技術も示されている。

【０００４】しかしながら、油圧シリンダに内装された
クッション機能はその作動特性が一義的なものであると
ともに、制御弁によるクッション機能もその特性が変更
できるものではあるが、設定してしまえばやはり一義的
に動作するものであり、作業状況によっては適切なクッ
ション機能が得られないことがある。すなわち、油圧ア
クチュエータの速度が速い場合には減速が足りずにショ
ックが出たり、速度が遅い場合には減速が効き過ぎて停
止動作が緩慢になり、作業能率上好ましくないといった
具合である。本発明の目的は、油圧アクチュエータ速度
が異なっても、その速度に適したクッション機能が現出
されるようにする点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１発明は、作業装置駆動用の油圧アクチュエ
ータに作動油を給排する制御弁と、油圧アクチュエータ
の移動速度を検出する速度検出手段とを備え、制御弁が
中立位置に切換操作されると、油圧アクチュエータの駆
動速度を漸減して停止させるクッション手段を備えると
ともに、制御弁の中立操作時における油圧アクチュエー
タの駆動速度が速いと漸減作用を強化し、かつ、油圧ア
クチュエータの駆動速度が遅いと漸減作用を弱化させる
ように制御するクッション作用調節手段を備えてあるこ
とを特徴とする。

【０００６】第２発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、負荷制御手段における絞り弁の絞り量又は差
圧を変更調節可能な流量調節手段を備えるとともに、絞
り量又は差圧を検出することによって速度検出手段が構
成されていることを特徴とする。

【０００７】第３発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、負荷制御手段における絞り弁の絞り量又は差
圧を変更調節可能な流量調節手段を備え、この流量調節
手段の変更調節操作を電気アチュエータで行うように構
成し、その電気アチュエータへの供給電流値を検出する
ことによって速度調節手段が構成されていることを特徴
とする。

【０００８】第４発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、負荷制御手段における絞り弁の絞り量又は差
圧を変更調節可能な流量調節手段を備え、この流量調節
手段の変更調節操作を電気アチュエータで行うように構
成するとともに、その電気アチュエータへの供給電流値
を決める電流指示手段を備え、この電流指示手段による
指示値を検出することによって速度調節手段が構成され
ていることを特徴とする。

【０００９】第５発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、絞り弁の圧供給上手側と下手側との圧力差を
検出することによって速度検出手段が構成されているこ
とを特徴とする。

【００１０】第６発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、エンジン回転数を検出する回転数検出手段
と、絞り弁の絞り量又は前記差圧を変更調節可能な流量
調節手段とを設け、エンジン回転数が高くなると油圧ア
クチュエータの駆動速度が速くなり、エンジン回転数が
低くなると油圧アクチュエータの駆動速度が遅くなるよ
うに回転数検出手段と流量調節手段とを連係し、回転数
検出手段によって速度検出手段が構成されていることを
特徴とする。

【００１１】第７発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、エンジン回転数を検出する回転数検出手段
と、絞り弁の絞り量又は前記差圧を変更調節可能な流量
調節手段とを設け、エンジン回転数が高くなると油圧ア
クチュエータの駆動速度が速くなり、エンジン回転数が
低くなると油圧アクチュエータの駆動速度が遅くなるよ
うに回転数検出手段と流量調節手段とを連係し、エンジ
ン回転数を調節設定するエンジン回転数調節手段を備
え、このエンジン回転数調節手段の被操作量を検出する
ことによって速度検出手段が構成されていることを特徴
とする。

【００１２】第８発明は、作業装置駆動用の油圧アクチ
ュエータと、可変容量型の油圧ポンプと、アクチュエー
タへの圧油給排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を備えた建機の油
圧回路において、制御弁の中立位置への切換えに伴っ
て、油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させ
るクッション手段と、油圧アクチュエータの速度を検出
する速度検出手段とを備え、制御弁の中立操作時におけ
る油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、
かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化
させるように制御するクッション作用調節手段を備える
とともに、エンジン回転数を検出する回転数検出手段
と、絞り弁の絞り量又は前記差圧を変更調節可能な流量
調節手段とを設け、エンジン回転数が高くなると油圧ア
クチュエータの駆動速度が速くなり、エンジン回転数が
低くなると油圧アクチュエータの駆動速度が遅くなるよ
うに回転数検出手段と流量調節手段とを連係し、エンジ
ン回転数を調節設定するエンジン回転数調節手段と、こ
のエンジン回転数調節手段を駆動操作する電気アクチュ
エータとを設け、この電気アクチュエータへの供給電流
値を検出することによって速度検出手段が構成されてい
ることを特徴とする。

【００１３】〔作用〕請求項１の構成によれば、制御弁
の中立操作時における油圧アクチュエータの駆動速度が
速いと漸減作用を強化し、かつ、油圧アクチュエータの
駆動速度が遅いと漸減作用を弱化させるように制御する
クッション作用調節手段を備えたものである。すなわ
ち、油圧アクチュエータの駆動速度が速いときには減速
時間や減速範囲を多くしたり、減速度を増すとともにそ
の作動時間を長くする等して、油圧アクチュエータ速度
の漸減作用を強化する。そして、油圧アクチュエータの
駆動速度が遅い場合には減速時間や減速範囲を少なくし
たり、減速度を減らすとともにその作動時間を短くする
等して、油圧アクチュエータ速度の漸減作用を弱めるの
である。つまり、アクチュエータ速度が速いとクッショ
ン性能が足りずに停止ショックが大であるとか、アクチ
ュエータ速度が遅いとクッション性能が過剰になるとい
うことが改善され、アクチュエータ速度に応じた好適な
クッション機能が現出されるようになる。

【００１４】請求項２の構成によれば、クッション機能
をロードセンシング（以下、Ｌ／Ｓと略称する）システ
ムに適したものとして構成することができる。Ｌ／Ｓで
は、常に負荷圧よりも僅かに高い圧が生じるようにポン
プ吐出量を制御するものであり、ポンプ最大容量の範囲
内では負荷圧やエンジン回転数の変化に拘らずにアクチ
ュエータ速度が所定の値に維持される特徴がある。その
ため、負荷制御手段における絞り弁の絞り量又は差圧を
変更調節可能な流量調節手段を備えてあり、この流量調
節手段を操作することによって油圧アクチュエータ速度
も増減できるものである。

【００１５】そこで、上記アクチュエータ速度可変型の
Ｌ／Ｓでは、その制御のために備えられた流量調節手
段、すなわち、絞り弁の絞り量又は差圧を検出する機能
によって油圧アクチュエータの移動速度を検出する速度
検出手段が構成できるようになる。つまり、前述したよ
うに、Ｌ／Ｓでは流量調節手段の操作でアクチュエータ
速度を変える構成であるから、絞り量又は差圧という流
量調節手段におけるパラメータを捉えることによってそ
のときの油圧アクチュエータ速度を割り出すことがで
き、それによって、制御弁の中立操作時における油圧ア
クチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、かつ、油
圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化させるよ
うに制御するクッション作用調節手段を機能させること
ができる。

【００１６】請求項３の構成によれば、流量調節手段の
変更調節操作を電気アチュエータで行うように構成し、
その電気アチュエータへの供給電流値を検出することに
よって速度調節手段を構成するものである。すなわち、
絞り弁の絞り量又は差圧を電気アクチュエータで操作す
るから、その供給電流値をパラメータとして捉えること
で、そのときの油圧アクチュエータ速度を割り出すこと
ができ、従って、制御弁の中立操作時における油圧アク
チュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、かつ、油圧
アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化させるよう
に制御するクッション作用調節手段を機能させることが
できる。

【００１７】請求項４の構成によれば、流量調節手段の
変更調節操作を電気アチュエータで行うように構成する
とともに、その電気アチュエータへの供給電流値を決め
る電流指示手段による指示値を検出することによって速
度調節手段を構成するものである。すなわち、絞り弁の
絞り量又は差圧を電気アクチュエータで操作するもので
は、その駆動用電流とは別に信号電流が存在するから、
その信号電流をパラメータとして捉えることで、そのと
きの油圧アクチュエータ速度を割り出すことができ、従
って、制御弁の中立操作時における油圧アクチュエータ
速度が速いと漸減作用を強化し、かつ、油圧アクチュエ
ータ速度が遅いと漸減作用を弱化させるように制御する
クッション作用調節手段を機能させることができる。

【００１８】請求項５の構成によれば、絞り弁の圧供給
上手側と下手側との圧力差を検出することによって速度
検出手段を構成するものである。Ｌ／Ｓにおいて油圧ア
クチュエータ速度を決める根本要因は制御弁の開度であ
り、その開度は内装された絞り弁前後の差圧によって決
まるものである。従って、前記圧力差をパラメータとし
て捉えることで、そのときの油圧アクチュエータ速度を
割り出すことができ、制御弁の中立操作時における油圧
アクチュエータ速度が速いと漸減作用を強化し、かつ、
油圧アクチュエータ速度が遅いと漸減作用を弱化させる
ように制御するクッション作用調節手段を機能させるこ
とができる。

【００１９】請求項６の構成によれば、エンジン回転数
の検出手段と流量調節手段との連係によって、エンジン
回転数の増減に応じて油圧アクチュエータ速度を増減で
きるものであり、従来の建機に慣れた感覚で操縦できる
好ましいものである。この構成では、そのために既に回
転数検出手段が装備されているので、エンジン回転数を
パラメータとして捉えることで、そのときの油圧アクチ
ュエータ速度を割り出すことができるから、制御弁の中
立操作時における油圧アクチュエータ速度が速いと漸減
作用を強化し、かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと
漸減作用を弱化させるように制御するクッション作用調
節手段を機能させることができる。

【００２０】請求項７の構成によれば、エンジン回転数
を調節設定するエンジン回転数調節手段を備え、このエ
ンジン回転数調節手段の被操作量を検出することによっ
て速度検出手段を構成するものである。すなわち、スロ
ットルレバーやガバナレバーといったエンジン回転数調
節手段の被操作量をパラメータとして捉えることで、そ
のときの油圧アクチュエータ速度を割り出すことができ
るから、制御弁の中立操作時における油圧アクチュエー
タ速度が速いと漸減作用を強化し、かつ、油圧アクチュ
エータ速度が遅いと漸減作用を弱化させるように制御す
るクッション作用調節手段を機能させることができる。

【００２１】請求項８の構成によれば、エンジン回転数
を調節設定するエンジン回転数調節手段と、このエンジ
ン回転数調節手段を駆動操作する電気アクチュエータと
を設け、この電気アクチュエータへの供給電流値を検出
することによって速度検出手段を構成するものである。
すなわち、エンジン回転数調節手段をギヤードモータや
電動シリンダといった電気アクチュエータで操作させる
手段では、その電気アクチュエータへの供給電流値をパ
ラメータとして捉えることで、そのときの油圧アクチュ
エータ速度を割り出すことができるから、制御弁の中立
操作時における油圧アクチュエータ速度が速いと漸減作
用を強化し、かつ、油圧アクチュエータ速度が遅いと漸
減作用を弱化させるように制御するクッション作用調節
手段を機能させることができる。

【００２２】〔効果〕請求項１〜８のいずれに記載され
た油圧回路でも、油圧アクチュエータ速度に応じたクッ
ション制御が可能になり、アクチュエータ速度が速いと
きの停止ショックや、アクチュエータ速度が遅いときの
緩慢な停止動作が解消され、作業能率を改善できる速度
対応型クッション制御が行えるようになった。

【００２３】請求項２に記載された油圧回路では、Ｌ／
Ｓシステムにおける制御基準である負荷圧とポンプ圧と
の差圧検出により、他にアクチュエータ速度検出手段を
設けることなく、Ｌ／Ｓシステムを採用する建機に好適
な速度対応型クッション制御が行えるようになった。

【００２４】請求項３〜８のいずれに記載された油圧回
路でも、Ｌ／Ｓシステムにおける油圧アクチュエータ速
度調節のために装備されている機器、或いはその制御手
段を利用する兼用化により、経済的にＬ／Ｓシステムを
採用する建機に好適な速度対応型クッション制御が行え
るようになった。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１に建機の一例である小旋回
型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等を備えるとともに、ブーム５は、基端側ブー
ム５ｘと先端側ブーム５ｚとを、中間ブーム５ｙで連結
した平行オフセット構造に構成されている。

【００２６】図２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３
０、左走行モータ３１用制御弁３２、ブームシリンダ５
ｃ用制御弁９、アームシリンダ６ｃ用制御弁１０、右走
行モータ３３用制御弁３４、旋回モータ４５用制御弁３
５、オフセットシリンダ３６用制御弁３７、サービス用
制御弁３８が備えられている。運転部４４における座席
４６の両脇夫々に、十字操作型の操作レバー４７，４８
が配置されている。一方がブーム−バケット用であり、
他方はアーム−旋回用である。

【００２７】図４に示すように、操作ペダル５３が旋回
台２の前側下部に備えてあり、制御装置２６に入力され
る操作ペダル５３の操作信号に基づいてオフセット制御
弁３７が切換操作される。操作レバー４７，４８の操作
量検出用の各ポテンショメータ４９，５０，５１，５２
が制御装置２６に接続され、電気的に電磁比例減圧弁型
の各パイロット弁９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，３０
ａ，３０ｂ，３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂを操作す
る構造である。そして、各制御弁９，１０，３０，３
５，３７に対して、負荷圧よりも僅かに高い圧力で吐出
される可変容量型の油圧ポンプ８を備えたＬ／Ｓシステ
ムと、騒音や省エネルギーの点で好ましいオートアイド
ル（ＡＩ）システムとを備えてあり、以下に説明する。

【００２８】図２における仮想線で囲まれたブームシリ
ンダ５ｃとアームシリンダ６ｃとに関する部分を抜粋し
た主要部の原理回路図が図３に示され、８はエンジン１
９で駆動される前述した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ダ１３Ａ
と、調節ポンプ１８で駆動される流量制御シリンダ１３
Ｂとで構成されている。

【００２９】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。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、
ブーム用制御弁９とアーム用制御弁１０における供給側
油路に絞り弁９ｓ，１０ｓが装備されている。尚、ブー
ム用及びアーム用の制御弁９，１０以外の各制御弁２
９，３０，３２，３４，３５，３７，３８の弁構造（操
作構造は除く）は全てブーム用及びアーム用の制御弁
９，１０と基本的には同じものである。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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の供給ポート９ｐ，１０ｐに
連通される第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。つまり、第１油路１４ｔと、制御弁
９，１０の各供給ポート９ｐ，１０ｐ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
が構成されている。

【００３３】そして、エンジン回転数を人為操作で調節
設定するアクセルレバー２４の操作量を電気的に検出す
る第１ポテンショメータ２５と、ガバナー（回転数調節
手段の一例）２０のガバナレバー２１を駆動操作するギ
ヤードモータ２２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
セルレバー２４による設定値に操作するように、第１ポ
テンショメータ２５とギヤードモータ２２とを連係する
アクセル制御手段Ｃを備えてある。

【００３４】図４に示すように、ガバナレバー２１の操
作位置を検出するフィードバック用の第２ポテンショメ
ータ２７、ギヤードモータ２２、前述した第１低圧側油
路（第１油路に相当）１４ｔの圧を検出する圧力センサ
２３、及び、第１ポテンショメータ２５を連係するアク
セル制御手段Ｃを制御装置２６に備えてある。

【００３５】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
２４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が構成されて
いる。

【００３６】又、絞り弁９ｓ，１０ｓの絞り量を変更調
節可能な流量調節手段Ｂを設け、エンジン回転数が高め
られるとブームシリンダ５ｃ等の油圧アクチュエータの
駆動速度が速くなり、エンジン回転数が低められると油
圧アクチュエータの駆動速度が遅くなるように、第２ポ
テンショメータ２７と流量調節手段Ｂとを連係する速度
制御手段Ｅを制御装置２６に備えてある。

【００３７】流量調節手段Ｂは、各コンペンセータ１
１，１２がわの各低圧油路１１ｔ，１２ｔと第１低圧油
路１４ｔとを電磁高速応答弁２８を介して接続させるこ
とから構成されている。そして、電磁高速応答弁２８
は、通常位置ｂでは各低圧側油路１４ｔ，１１ｔ，１２
ｔを連通し、高圧位置ａではコンペンセータがわの両低
圧側油路１１ｔ，１２ｔと高圧がわの第２油路１５とが
連通油路２１ａによって連通される２位置切換弁構造に
構成されている。

【００３８】電磁高速応答弁２８の作動によってコンペ
ンセータ１１，１２の低圧側油路１１ｔ，１２ｔに作用
する油圧をアクチュエータ５ｃ，６ｃの負荷圧とポンプ
の吐出圧との中間値に設定できて、コンペンセータ１
１，１２による差圧維持作用によってコンペンセータ１
１，１２への供給圧を、電磁高速応答弁２８が通常位置
ｂにある場合よりも高めるようになる。すると、第１低
圧側油路１４ｔと油圧ポンプ１８の吐出圧との差圧を一
定に維持する機能上、コンペンセータ１１，１２の上手
側にある絞り弁９ｓ，１０ｓでの差圧低めるように、す
なわち絞り弁９ｓ，１０ｓの絞り量を小さく、つまりは
制御弁９，１０の開度を小さくするように制御され、そ
の結果、アクチュエータ５ｃ，６ｃへの供給油量が減じ
られて駆動速度が遅くなるのである。この作用は、負荷
圧とポンプ差圧との差圧に基づく制御構造上、負荷が変
動しても維持される。

【００３９】逆に、コンペンセータ１１，１２への供給
圧を低くすると、絞り弁９ｓ，１０ｓでの差圧高めるよ
うに、すなわち絞り弁９ｓ，１０ｓの絞り量を大きく、
すなわち制御弁９，１０の開度を大きくするように制御
され、アクチュエータ５ｃ，６ｃへの供給油量が増大し
て駆動速度が速くなる。

【００４０】そして、エンジン１９の回転数を検出する
第２ポテンショメータ２７と、電磁高速応答弁２８と、
間欠作動時間のデューティー比を可変調節する設定器３
９と、自動制御モードと手動制御モードとの切換スイッ
チ４０とを制御装置２６に接続して、コンペンセータ１
１，１２での分圧を変更設定するように構成されてい
る。つまり、前記分圧の変更によって、絞り弁９ｓ，１
０ｓの開度を変更調節可能な流量調節手段Ｂが構成され
ている。流量調節手段Ｂは、高圧位置ａに復帰付勢され
る電磁高速応答弁２８を、油圧ポンプ８の吐出油路であ
る高圧油路に接続させる通常位置ｂに操作するための通
電を間欠的に行う間欠作動と、その間欠時間を可変設定
する間欠制御を行う機能を有している。

【００４１】速度制御手段Ｅの作用を説明すれば、先
ず、切換スイッチ４０を自動制御モードに操作して電磁
高速応答弁２８への通電を間欠的に行わせるとともに、
その間欠時間の１サイクル中における通電時間割合、す
なわちデューティー比をエンジン１９の回転数が低いと
小にするように連係される。これにより、掘削作業中に
旋回速度を遅くしたいといった場合にはアクセルレバー
２４を操作してエンジン回転数を低くすれば良く、逆に
駆動速度を速くしたい場合にはエンジン回転数を高くす
れば良い。

【００４２】又、アクチュエータの駆動速度を意図的に
変更したい場合には、切換スイッチ４０を手動操作モー
ドに操作して、第２ポテンショメータ２７と制御装置２
６との連係を絶つ。すると、デューティー比が設定器３
９によって決定される状態になり、その設定器３９の人
為操作によってコンペンセータ１１，１２への供給圧
を、アクチュエータ５ｃ，６ｃの負荷圧とポンプ吐出圧
との間の任意の値に設定でき、アクチュエータ５ｃ，６
ｃの駆動速度をエンジン回転数とは無関係に調節するこ
とができる。

【００４３】次に、クッション制御装置について説明す
る。各制御弁９，１０，３０，３５，３７の中立位置へ
の切換えに伴って、油圧アクチュエータの駆動速度を漸
減して停止させるクッション手段Ｄを備えている。一例
を上げると、操作レバー４７を中立操作するとブーム上
げ又は下げの位置にあるブーム用制御弁９が中立位置に
戻ることによってブームシリンダ５ｃの伸長又は短縮動
が停止するのであるが、そのときのブーム用パイロット
弁９ａ，９ｂへの供給電流を制御して、徐々にブームシ
リンダ５ｃへの油路を閉じ操作するのである。つまり、
圧油供給を即座に断つと慣性によって停止ショックが生
じるので、クッション手段Ｄはそれを防止するべくアク
チュエータ速度を減速して止める漸減作用を行うのであ
る。

【００４４】そして、ブームシリンダ５ｃの伸縮速度等
の油圧アクチュエータ速度を検出する速度検出手段Ｆを
備え、ブーム用制御弁９等の制御弁の中立操作時におけ
るブームシリンダ５ｃ等の油圧アクチュエータの駆動速
度が速いと漸減作用を強化し、かつ、油圧アクチュエー
タの駆動速度が遅いと漸減作用を弱化させるように制御
するクッション作用調節手段Ｇを備えてある。

【００４５】速度検出手段Ｆは、アクセルレバー２４の
操作位置を検出する第１ポテンショメータ（電流指示手
段Ｈの一例）２５の制御装置２６への出力信号電流を検
出することで構成されている。前述したように、このＬ
／Ｓシステムではアクセル操作によるエンジン回転数変
動によってアクチュエータ速度も同調して変動するの
で、電磁高速応答弁２８のソレノイド（電気クアチュエ
ータの一例）２８ａを作動させる出力電流を指示する信
号電流、又は、ガバナレバー２１操作用ギヤードモータ
（電気アクチュエータの一例）２２を作動させる出力電
流を指示する信号電流の値を検出することにより、アク
チュエータ速度を割り出せるのである。つまり、流量調
節手段Ｂの変更調節操作を電気アチュエータで行うよう
に構成するとともに、その電気アクチュエータへの供給
電流値を決める電流指示手段Ｈを備え、この電流指示手
段Ｈによる指示値を検出することによって速度検出手段
Ｆが構成されている。

【００４６】実際の挙動としては、操作レバー４７を中
立位置以外の位置から中立操作すると、図６に示すよう
に、その信号電流（ゲイン）を漸減して零にするように
制御され、そうなると図７に示すように、制御弁９の開
度が漸減して全閉に、すなわちブームシリンダ５ｃの伸
縮速度が減速して停止するようになる。この場合では、
ブームシリンダ５ｃの伸縮速度が最大であるとき（図
６、図７の実線ライン）に中立操作してから実際に停止
するまでの時間を基準として減速度を設定してあり、伸
縮速度がやや速い速度中（図６、図７の一点破線ライ
ン）ときや遅い速度小（図６、図７の二点破線ライン）
のときには中立操作してもそのときの信号電流（ゲイ
ン）及びアクチュエータ速度が暫くそのまま続行される
状態（空動状態）の後に、設定された減速度で漸減され
る制御形態となる。

【００４７】Ｌ／Ｓシステムを採る本バックホウにおい
て、ブームシリンダ５ｃ等の油圧アクチュエータ速度が
決まる制御作動は、図５に示すようになる。先ず、エン
ジン回転数を変える指示としてアクセルレバー２４を操
作し、第１ポテンショメータ２５の変動によって制御電
流（指示電流又は信号電流）が変化し、それから、高速
応答弁２８への供給電流、及びギヤードモータ２２への
供給電流が変化する。ギヤードモータ２２が動くとガバ
ナレバー２１の操作位置が変化してエンジン回転数が変
わり、その回転数変動を第２ポテンショメータ２７が検
出して結果的にブームシリンダ５ｃの速度を変更する。
又、高速応答弁２８の作動間隔が変わると分圧が、すな
わち制御弁９内装絞り弁９ｓ前後の差圧（ゲイン圧）が
変わり、その結果ブームシリンダ５ｃの速度が変更され
るのである。

【００４８】〔別実施形態〕図６、図７に示されるもの
は、減速度は一定であり、その減速開始時期をアクチュ
エータ速度が速いと早め（漸減作用の強化）、遅いと遅
らせる（漸減作用の弱化）ものであり、中立操作と実際
の停止位置とのズレは一定のものとなる手段である。そ
れに対し、減速開始時期は中立操作時に一律に合致させ
ることにより、中立操作と実際の停止位置とのズレが、
アクチュエータ速度が遅いほど小さくなるという手段で
も良く、又、そのズレを極力少なくするべく、アクチュ
エータ速度が速い程減速度を大にするように制御させる
手段でも良い。

【００４９】前述した実施形態では、アクセルレバー２
４操作に伴う制御電流検出でアクチュエータ速度を割り
出すものであるが、図５に示す制御作動から示されるよ
うに、ギヤードモータ２２や高速応答弁２８への出力
（供給）電流値の検出、ガバナレバー２１の操作位置検
出、分圧（ゲイン圧）検出、或いはエンジン回転数検出
等をパラメータとしてアクチュエータ速度を割り出すも
のでも良い。参考として、図５における各ブロックの下
に、対応する請求項を記載しておく。

【００５０】流量調節手段Ｂとしては、制御弁９内装絞
り９ｓを可変型にするとか、流量制御弁１４の戻しバネ
（符記せず）の強さを変える等でも良い。又、特開平８
−８１９７９号公報に示されたように、アーム角センサ
４１、オフセット角センサ４２、ブーム角センサ４３を
設けてバケット７の位置を検出するように回路構成し
（図４参照）、バケット７が運転部に所定距離よりも近
づくと自動的にバケット７の運転部への接近移動を止め
る自動干渉防止制御装置において、その自動制御に基づ
く油圧アクチュエータ停止時に、本願によるクッション
手段を用いると好都合である。

【００５１】電磁比例減圧弁のパイロット弁９ａ，９ｂ
等と制御弁９等とをセットにして電気制御しているが、
パイロット弁を廃止して制御弁９等を電磁比例減圧弁と
して直接その制御弁９等を電気制御させるものでも良
い。

【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】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４】制御ブロック図

【図５】アクチュエータ速度変更操作の制御順序を示す
ブロック図

【図６】中立操作に伴う制御電流（指示電流）の変化グ
ラフを示す図

【図７】中立操作に伴う制御弁の挙動変化グラフを示す
図

【符号の説明】

５ｃ 油圧アクチュエータ ８ 可変容量型の油圧ポンプ ９ 制御弁 ９ｓ 絞り弁 １３ 流量調節機構 １４ｔ 第１油路 １５ 第２油路 ２０ 回転数調節手段 ２２ 電気アクチュエータ ２７ 回転数検出手段 ２８ａ 電気アクチュエータ Ａ 負荷制御手段 Ｂ 流量調節手段 Ｄ クッション手段 Ｆ 速度検出手段 Ｇ クッション作用調節手段 Ｈ 電流指示手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業装置駆動用の油圧アクチュエータに
   作動油を給排する制御弁と、前記油圧アクチュエータの
   移動速度を検出する速度検出手段とを備え、前記制御弁
   が中立位置に切換操作されると、前記油圧アクチュエー
   タの駆動速度を漸減して停止させるクッション手段を備
   えるとともに、前記制御弁の中立操作時における前記油
   圧アクチュエータの駆動速度が速いと前記漸減作用を強
   化し、かつ、前記油圧アクチュエータの駆動速度が遅い
   と前記漸減作用を弱化させるように制御するクッション
   作用調節手段を備えてある建機の油圧回路。
2. 【請求項２】 （イ）作業装置駆動用の油圧アクチュエ
   ータと、可変容量型の油圧ポンプと、前記アクチュエー
   タへの圧油給排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
   持するように前記流量調節機構を操作する負荷制御手段
   を備えた建機の油圧回路において、 （ロ）前記制御弁の中立位置への切換えに伴って、前記
   油圧アクチュエータの駆動速度を漸減して停止させるク
   ッション手段と、前記油圧アクチュエータの移動速度を
   検出する速度検出手段とを備え、前記制御弁の中立操作
   時における前記油圧アクチュエータの駆動速度が速いと
   前記漸減作用を強化し、かつ、前記油圧アクチュエータ
   の駆動速度が遅いと前記漸減作用を弱化させるように制
   御するクッション作用調節手段を備えるとともに、 （ハ）前記負荷制御手段における前記絞り弁の絞り量又
   は前記差圧を変更調節可能な流量調節手段を備えるとと
   もに、前記絞り量又は前記差圧を検出することによって
   前記速度検出手段が構成されている建機の油圧回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載された（イ），（ロ）の
   構成を備え、かつ、下記（ニ）の構成を備えた建機の油
   圧回路。 （ニ）前記負荷制御手段における前記絞り弁の絞り量又
   は前記差圧を変更調節可能な流量調節手段を備えるとと
   もに、前記流量調節手段の変更調節操作を電気アチュエ
   ータで行うように構成し、その電気アチュエータへの供
   給電流値を検出することによって前記速度検出手段が構
   成されている。
4. 【請求項４】 請求項２に記載された（イ），（ロ）の
   構成を備え、かつ、下記（ホ）の構成を備えた建機の油
   圧回路。 （ホ）前記負荷制御手段における前記絞り弁の絞り量又
   は前記差圧を変更調節可能な流量調節手段を備え、この
   流量調節手段の変更調節操作を電気アチュエータで行う
   ように構成するとともに、その電気アチュエータへの供
   給電流値を決める電流指示手段を備え、この電流指示手
   段による指示値を検出することによって前記速度検出手
   段が構成されている。
5. 【請求項５】 請求項２に記載された（イ），（ロ）の
   構成を備え、かつ、下記（ヘ）の構成を備えた建機の油
   圧回路。 （ヘ）前記絞り弁の圧供給上手側と下手側との圧力差を
   検出することによって前記速度検出手段が構成されてい
   る。
6. 【請求項６】 請求項２に記載された（イ），（ロ）の
   構成を備え、かつ、下記（ト）、（チ）の構成を備えた
   建機の油圧回路。 （ト）エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、前
   記絞り弁の絞り量又は前記差圧を変更調節可能な流量調
   節手段とを設け、エンジン回転数が高くなると前記油圧
   アクチュエータの駆動速度が速くなり、エンジン回転数
   が低くなると前記油圧アクチュエータの駆動速度が遅く
   なるように前記回転数検出手段と前記流量調節手段とを
   連係する。 （チ）前記回転数検出手段によって前記速度検出手段が
   構成されている。
7. 【請求項７】 請求項２に記載された（イ），（ロ）の
   構成、及び請求項６に記載された（ト）の構成を夫々備
   え、かつ、下記（リ）の構成を備えた建機の油圧回路。 （リ）エンジン回転数を調節設定する回転数調節手段を
   備え、この回転数調節手段の被操作量を検出することに
   よって前記速度検出手段が構成されている。
8. 【請求項８】 請求項２に記載された（イ），（ロ）の
   構成、及び請求項６に記載された（ト）の構成を夫々備
   え、かつ、下記（ヌ）の構成を備えた建機の油圧回路。 （ヌ）エンジン回転数を調節設定する回転数調節手段
   と、この回転数調節手段を駆動操作する電気アクチュエ
   ータとを設け、この電気アクチュエータへの供給電流値
   を検出することによって前記速度検出手段が構成されて
   いる。