JPH1113088A - 旋回作業機操作用油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業装置の伸縮度合いを検出して、作業装置
が収縮状態のときに油圧モータのリリーフ圧を伸張状態
のときよりも低圧に変更して、リリーフバルブを低圧で
長時間作動させることにより、旋回台の旋回ショックを
低減できるようにする。 【解決手段】 内外方へ伸縮可能な作業装置２を搭載し
た旋回台３を油圧モータ４で駆動するにあたり、油圧モ
ータ４をコントロールバルブ５で制御する。前記作業装
置２の伸縮度合いを検出する検出手段７を設け、コント
ロールバルブ５と油圧モータ４との間に、検出手段７か
らの検出信号により、作業装置２が収縮しているときに
油圧モータ４のリリーフ圧を高圧から低圧に変更するリ
リーフ圧変更手段１０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、バックホ
ー等の伸縮可能な作業装置を有する旋回作業機を操作す
るための油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バックホー等の土木・建設用の旋回作業
機では、走行機台上に旋回自在に支持された旋回台に、
ブーム、アーム及び作業具等を有する作業装置を搭載し
ており、旋回台を旋回モータで駆動可能にし、ブーム、
アーム及び作業具をブームシリンダ、アームシリンダ及
び作業具シリンダでそれぞれ伸縮駆動可能にしており、
これらのアクチュエータを制御するコントロールバルブ
を操作レバーで直接、又はパイロットバルブを介して操
作するように構成されている。

【０００３】前記作業装置は、旋回台に対して作業具を
遠近移動可能であり、ブーム、アーム等は揺動すること
により内外方向に伸縮可能になっており、土石の運搬等
では伸張状態で旋回し、作業位置変更等のために方向転
換する際には、旋回専有範囲を可及的に小さくするため
に、ブーム及びアームを旋回台の上方に位置させるまで
最大限に収縮させる構造となっている。

【０００４】前記作業装置は、各作業状態に応じて伸縮
量が異なり、この伸縮量の違いは旋回台の旋回慣性質量
（慣性マス）の違いとなり、旋回時の慣性力が変化する
ことになる。またコントロールバルブの開口特性は、全
開と同時に最大圧が立ち、全閉と同時に消圧されるもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のコント
ロールバルブの開度は慣性質量が大きくとも小さくとも
同じであり、そのため、作業装置が伸張していて慣性質
量が大のときは、油圧モータはリリーフバルブの長時間
の作動（図２に２点鎖線で示すようにリリーフ吹き上げ
時間Ｔがある）を伴うことから、圧を逃がしながらゆっ
くりと回転し始めるが、収縮していて慣性質量が小のと
きは、油圧モータはリリーフバルブが殆ど作動しない
（又は作動しても、図２に１点鎖線で示すようにリリー
フ吹き上げ時間Ｔが殆どないない）内に急速に回転し始
めることになり、急旋回により操作フィーリングが悪く
なる。

【０００６】そして、旋回作業機の中でも、旋回台上の
中央側にブームを枢支している機種は特に、作業装置を
旋回台の専有面積の範囲内まで収縮した状態で旋回でき
るようになっているため、旋回慣性質量変化が大きくな
り、質量小の時の旋回ショックも顕著になる。本発明
は、作業装置の伸縮度合いを検出して、作業装置が収縮
状態のときに油圧モータのリリーフ圧を伸張状態のとき
よりも低圧に変更して、リリーフバルブを低圧で長時間
作動させることにより、旋回台の旋回ショックを低減で
きるようにした旋回作業機操作用油圧制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
のための第１の具体的手段は、内外方へ伸縮可能な作業
装置２を搭載した旋回台３を油圧モータ４で駆動するに
あたり、油圧モータ４をコントロールバルブ５で制御す
る旋回作業機操作用油圧制御装置において、前記作業装
置２の伸縮度合いを検出する検出手段７を設け、コント
ロールバルブ５と油圧モータ４との間に、検出手段７か
らの検出信号により、作業装置２が収縮しているときに
油圧モータ４のリリーフ圧を高圧から低圧に変更するリ
リーフ圧変更手段１０を設けていることである。

【０００８】これによって、作業装置２が収縮状態のと
きに旋回台３を旋回させるようにコントロールバルブ５
を操作すると、検出手段７からの検出信号でリリーフ圧
変更手段１０が作動し、油圧モータ４のリリーフ圧を伸
張状態のときより低圧に変更し、コントロールバルブ５
から油圧モータ４に供給される作動油を低圧で吹き上げ
させ、それにより吹き上げ時間も長くなり、旋回台３に
ショックを与えることなくゆっくりと回転させる。

【０００９】本発明における課題解決のための第２の具
体的手段は、内外方へ伸縮可能な作業装置２を搭載した
旋回台３を油圧モータ４で駆動するにあたり、油圧モー
タ４をコントロールバルブ５で制御する旋回作業機操作
用油圧制御装置において、前記作業装置２の伸縮度合い
を検出する検出手段７を設け、コントロールバルブ５と
油圧モータ４との間に、検出手段７からの検出信号によ
り、作業装置２の収縮度合いに応じて油圧モータ４のリ
リーフ圧を低く変更するリリーフ圧変更手段１０を設け
ていることである。

【００１０】これによって、作業装置２が収縮状態のと
きに旋回台３を旋回させるようにコントロールバルブ５
を操作すると、検出手段７からの検出信号でリリーフ圧
変更手段１０が作動し、油圧モータ４のリリーフ圧を伸
張状態のときより低圧の作業装置収縮度合いに応じた低
さに変更し、コントロールバルブ５から油圧モータ４に
供給される作動油を低圧で吹き上げさせ、それにより吹
き上げ時間も長くなり、旋回台３にショックを与えるこ
となくゆっくりと回転させる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図６において、旋回作業機として
例示するバックホー１は、左右にクローラ走行装置１２
を有する走行機台１３に旋回台３が縦軸回り旋回自在に
支持され、この旋回台３の略中央前部のバックホー支持
部１５にバックホー装置（作業装置）２の下部が支持さ
れている。

【００１２】前記旋回台３上には、バックホー支持部１
５の左側に運転部１７が形成され、バックホー装置２と
の間を仕切りかつ運転部１７を覆う日除け装置１８が装
着され、バックホー支持部１５の右側に燃料タンク及び
オイルタンク等が配置され、これらの後側にパイプ製支
持フレーム（図示せず）及びエンジン２２が装着されて
いる。

【００１３】バックホー装置２は、バックホー支持部１
５にブーム枢支軸２７を介して基部が支持されかつブー
ムシリンダ２８を介して昇降するブーム２９と、このブ
ーム２９の先端にアーム枢支軸３０を介して支持されか
つアームシリンダ３１を介して屈伸するアーム３２と、
このアーム３２の先端にバケット枢支軸３３を介して支
持されかつバケットシリンダ３４を介して掻き込み排土
動作するバケット（作業具）３５とを有する。

【００１４】前記ブーム２９はブーム枢支軸２７に支持
された基幹ブーム２９Ａと、この基幹ブーム２９Ａの先
端に中間支軸３８を介して縦軸回り揺動自在に連結され
た中間ブーム２９Ｂと、この中間ブーム２９Ｂの先端に
先端支軸３９を介して縦軸回り揺動自在に連結された先
端ブーム２９Ｃとを有する。基幹ブーム２９Ａと中間ブ
ーム２９Ｂとの間にオフセットシリンダ４０が設けら
れ、基幹ブーム２９Ａと先端ブーム２９Ｃとは平行四連
リンクを構成するための連係リンクで連結されており、
オフセットシリンダ４０の作動で、基幹ブーム２９Ａに
対して先端ブーム２９Ｃ、アーム３２及びバケット３５
を左右にオフセット動作させるようになっている。

【００１５】前記バックホー１は、エンジン２２で多連
の油圧ポンプ２３を駆動し、オイルタンクのオイルを、
コントロールバルブ５群を介して左右クローラ走行装置
１２の油圧モータ及び旋回用油圧モータ４に供給すると
共に、前記各油圧シリンダ２８、３１、３４、４０及び
ドーザ用の油圧シリンダ等、各種アクチュエータへ適宜
供給可能になっている。

【００１６】また、バックホー１のブーム枢支軸２７、
アーム枢支軸３０及びバケット枢支軸３３又はその近傍
には、それぞれの角度を検出するためのポテンショメー
タ７Ａ、７Ｂ、７Ｃが設けられており、それぞれがどの
ような姿勢にあるか、即ち、旋回台３に対して伸張して
いるのか収縮しているのか、その伸縮度合いを検出する
検出手段７を形成している。

【００１７】この検出手段７はマイクロコンピュータ２
４に接続されており、マイクロコンピュータ２４は電磁
バルブ８を制御する。この電磁バルブ８は油圧モータ４
のリリーフ圧を変更操作すべく、油圧モータ４とコント
ロールバルブ５との間に設けられている。図１、２に示
す第１の実施の形態の油圧制御装置において、油圧モー
タ４を制御するコントロールバルブ５は、正転部と逆転
部と停止部の３位置切り換え弁であり、正転部と逆転部
とで油圧ポンプ２３からの圧油を油圧モータ４に供給す
る。このコントロールバルブ５は、油圧ポンプ２３（通
常は油圧モータ４へ圧油を供給するポンプとは別のパイ
ロット圧用油圧ポンプ）からの圧油をパイロットバルブ
６に供給し、このパイロットバルブ６の操作で切り換え
制御される。

【００１８】油圧モータ４の圧油供給回路には、正逆転
時に高圧を逃がすべく本来装備されている高圧用リリー
フバルブＬＨの他に、それよりも設定圧を低くした低圧
用リリーフバルブＬＬが並列に接続されており、両リリ
ーフバルブＬＨ、ＬＬを切り換え使用するために前記電
磁バルブ８が設けられており、これらによってリリーフ
圧変更手段１０が構成されている。

【００１９】前記低圧用リリーフバルブＬＬの設定圧
は、例えば、高圧用リリーフバルブＬＨの設定圧の５０
〜９５％であり、適宜設定することができる。前記電磁
バルブ８は２位置切り換え弁であり、消磁しているとき
は高圧用リリーフバルブＬＨを作動可能状態にし、励磁
しているときは低圧用リリーフバルブＬＬを作動可能状
態にし、検出手段７がバックホー装置２の伸張状態を検
出しているとき消磁され、収縮状態を検出しているとき
励磁される。

【００２０】前記電磁バルブ８が切り換えられて低圧用
リリーフバルブＬＬを作動可能状態にする収縮状態と
は、例えば、図６に示す最大限にバックホー装置２を折
り畳んで旋回台３上方に配置した状態（慣性質量最小）
から、バケット３５が運転部１７に近接した状態（慣性
質量中程度）までであり、このバケット３５が運転部１
７に近接した状態での近接度合いは任意に設定できる。

【００２１】図２に示すように、旋回台３の慣性質量が
小から中程度までは、低圧用リリーフバルブＬＬが作動
して、油圧ポンプ２３から供給される圧油を低圧で吹き
上がらせ、かつその吹き上げ時間を慣性質量が中から大
のときと略同じ程度の長さにする。即ち、前記第１の実
施の形態の油圧制御装置では、バックホー装置２の収縮
状態を検出手段７で検出していて旋回台３の慣性質量が
一定以上の小ささになると、マイクロコンピュータ２４
が電磁バルブ８を励磁して油圧モータ４用のリリーフバ
ルブを高圧用から低圧用リリーフバルブＬＬに変更し、
油圧モータ４を低圧リリーフで起動させることにより、
始動旋回ショックを減少している。

【００２２】図３〜５に示す第２の実施の形態におい
て、この油圧制御装置のリリーフ圧変更手段１０は、低
圧用リリーフバルブＬＬ及び電磁バルブ８の代わりに、
パイロット付リリーフバルブＬＰとそのリリーフ圧を変
更する電磁比例バルブ９とを設けており、その他の構成
は前記第１の実施の形態と同様である。前記電磁比例バ
ルブ９は、油圧ポンプ２３からパイロットバルブ６に至
るパイロット油供給油路と接続されていて、バルブ開度
に応じて所要圧のパイロット圧をリリーフバルブＬＰの
スプリング側に付加し、開度を小さくしてパイロット圧
を下げることにより、リリーフバルブＬＰの設定圧を低
下させるように調整できる。

【００２３】検出手段７はバックホー装置２の伸縮度合
いを１状態だけしか検出できないのではなく、連続的に
検出できるので、その収縮度合いに応じた検出手段７か
らの検出信号で、電磁比例バルブ９の開度を任意に調整
することができる。従って、バックホー装置２の収縮度
合い（旋回台慣性質量の大小）に応じて、図５の実線
（点線は従来技術）で示すように、リリーフバルブＬＰ
の設定圧を高圧から低圧まで任意に設定でき、図４の実
線又は点線で示すように油圧モータ４起動時のリリーフ
吹き上げ時間を十分に確保できるようなリリーフ圧とす
ることができる。前記電磁比例バルブ９の開度は２〜３
段の有段に設定することもできる。

【００２４】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、種々変形することができる。例えば、
旋回作業機１はバックホー装置６が旋回台４上に枢支さ
れたいわゆる超小旋回型を例示したが、バックホー装置
６が旋回台４の前面に左右揺動ブラケットを介して枢支
されたいわゆる後方小旋回型、標準旋回型のものでもよ
い。

【００２５】また、検出手段７は、ブームシリンダ２
８、アームシリンダ３１及びバケットシリンダ３４の伸
縮量を検出してバックホー装置２の伸縮姿勢を検出する
ものでもよく、また、ブーム２９及びアーム３２のみ、
又はブーム２９のみの姿勢を検出して旋回質量の大小を
検出するようにしてもよく、旋回台３の慣性質量の変化
を検出できればよい。

【００２６】さらに、前記第１、第２の実施の形態にお
いて、操作レバー２５が中立位置にないことを検出する
操作検出手段を設けておいて、操作レバー２５を揺動し
ているときに電磁バルブ８又は電磁比例バルブ９へ通電
されるようにしておいてもよい。さらにまた、パイロッ
トバルブ６を設けずに、操作レバー２５でコントロール
バルブ５を直接操作するようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、作業装置
２の伸縮度合いを検出する検出手段７を設け、コントロ
ールバルブ５と油圧モータ４との間に、検出手段７から
の検出信号により、作業装置２が収縮しているときに油
圧モータ４のリリーフ圧を高圧から低圧にに変更するリ
リーフ圧変更手段１０を設けているので、旋回台３の旋
回慣性質量が小さいときに、油圧モータ４のリリーフ圧
を低圧に変更にして圧を逃がして、旋回ショックを低減
することができる。

【００２８】また、作業装置２の伸縮度合いを検出する
検出手段７を設け、コントロールバルブ５と油圧モータ
４との間に、検出手段７からの検出信号により、作業装
置２の収縮度合いに応じて油圧モータ４のリリーフ圧を
低く変更するリリーフ圧変更手段１０を設けているの
で、旋回台３の旋回慣性質量の小ささに応じて、油圧モ
ータ４のリリーフ圧を低圧に変更にして圧を逃がして、
旋回ショックを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】第１の実施の形態のリリーフ圧の変化を示す線
図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図４】第２の実施の形態のリリーフ圧の変化を示す線
図である。

【図５】第２の実施の形態のリリーフ圧と旋回台慣性質
量の関係を示す線図である。

【図６】旋回作業機全体の側面説明図である。

【符号の説明】

１ 旋回作業機（バックホー） ２ 作業装置（バックホー装置） ３ 旋回台 ４ 油圧モータ ５ コントロールバルブ ７ 検出手段 ８ 電磁バルブ ９ 電磁比例バルブ １０ リリーフ圧変更手段 ２４ マイクロコンピュタ ２５ 操作レバー Ｌ リリーフバルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外方へ伸縮可能な作業装置（２）を搭
   載した旋回台（３）を油圧モータ（４）で駆動するにあ
   たり、油圧モータ（４）をコントロールバルブ（５）で
   制御する旋回作業機操作用油圧制御装置において、 前記作業装置（２）の伸縮度合いを検出する検出手段
   （７）を設け、コントロールバルブ（５）と油圧モータ
   （４）との間に、検出手段（７）からの検出信号によ
   り、作業装置（２）が収縮しているときに油圧モータ
   （４）のリリーフ圧を高圧から低圧に変更するリリーフ
   圧変更手段（１０）を設けていることを特徴とする旋回
   作業機操作用油圧制御装置。
2. 【請求項２】 内外方へ伸縮可能な作業装置（２）を搭
   載した旋回台（３）を油圧モータ（４）で駆動するにあ
   たり、油圧モータ（４）をコントロールバルブ（５）で
   制御する旋回作業機操作用油圧制御装置において、 前記作業装置（２）の伸縮度合いを検出する検出手段
   （７）を設け、コントロールバルブ（５）と油圧モータ
   （４）との間に、検出手段（７）からの検出信号によ
   り、作業装置（２）の収縮度合いに応じて油圧モータ
   （４）のリリーフ圧を低く変更するリリーフ圧変更手段
   （１０）を設けていることを特徴とする旋回作業機操作
   用油圧制御装置。