JPH1150494A - 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】 Ａ／Ｉ付きＬ／Ｓシステムにおいて、制
御弁が全て中立のときにはそれらのスプールに形成され
た開閉弁３０ｖ〜１０ｖ，３２ｖ，３４ｖを素通りする
センターバイパス式制御油圧回路Ｈを設ける。油路最下
手側の右走行モータ用開閉弁３４ｖとドレン手前の絞り
６６との間に、Ａ／Ｉ制御用の主油圧計２３を接続し、
上手側の左走行モータ用開閉弁３２ｖと、最下手側のア
ーム用開閉弁１０ｖとの間に、走行昇圧制御用の副油圧
計４９を接続する。左走行モータ用開閉弁３２ｖと副油
圧計４９への接続箇所との間に絞り６７付きの排油路６
８を設ける。主油圧計２３の検出圧の有無で作動検出手
段Ｃを、かつ、副油圧計４９の検出圧の有無で作業状態
検出手段Ｇ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。さらに詳しくは、Ｌ／Ｓシステムにおける
走行昇圧制御の検出手段と、Ａ／Ｉ制御用の検出手段と
を１本の信号ラインから取り出せるようにして装置のコ
ンパクト化や廉価化を図る技術である。

【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（後述）が働くことによる旋回時の著しい速度低下
が生じないようにして、旋回走行性能を向上させる走行
昇圧制御を備えたものである。

【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することにより、エンジン回
転数を高低に自動調節するＡ／Ｉ制御を行わせていた。

【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制御のための
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１５に示す原理図のように、双方の手段を集約化
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 ，１０ｖ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システム用の第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
立以外に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では、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り、特に走行用制御弁が相
当に大型化するとともに、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・判断手段
の構造簡単化や廉価化を図る点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１発明は、（イ）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リリーフ弁のリリ
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、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、走行用開閉弁がその他
の作業用開閉弁よりも制御ポンプに対する下手側位置と
なる状態で、該制御ポンプによる圧油がスプールを全て
素通りして排油されるセンターバイパス式の制御油圧回
路を設け、（ロ）この制御油圧回路における制御ポンプ
に対する最下手側位置の走行用開閉弁の下手側部分と排
油箇所との間に絞りを介装し、その絞りと最下手側走行
用開閉弁との間における油路の圧変動を検出する第１油
圧センサ、及び、作業用開閉弁のうちの制御ポンプに対
する最下手側の作業用開閉弁と、この最下手側作業用開
閉弁に制御ポンプに対する下手側で隣合う上手側走行用
開閉弁との間における油路の圧変動を検出する第２油圧
センサを備え、作業状態検出手段を、第１油圧センサに
圧が立つか否かに基づいて判断するものに構成し、か
つ、作動検出手段を、第２油圧センサに圧が立つか否か
に基づい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、上手側走
行用開閉弁と、第１油圧センサへの圧分岐箇所との間に
おける油路に、絞りを介した排油箇所を接続してあるこ
とを特徴とするものである。

【００１０】第３発明は、請求項１における構成（イ）
を備えるとともに、（ハ）制御ポンプに対する最上手側
の走行用開閉弁と油圧ポンプとの間における油路の圧変
動を検出する第３油圧センサを設け、制御ポンプに対す
る下手側走行用開閉弁と、これの下手側で隣合う作業用
開閉弁との間における油路に、チェック弁と絞りとをこ
の順で通過させて油圧ポンプの吐出油を合流させる補助
制御油圧回路を構成し、絞りと最上手側作業用開閉弁と
の間の中間油路に圧が立つか否かで切換わり動作する２
位置切換弁を設け、チェック弁通過前の油路に連通する
第１入力ポートと、ドレンされる第２入力ポートと、第
４油圧センサに連通する出力ポートとを２位置切換弁に
備え、中間油路に圧が立つと、第４油圧センサが第２入
力ポート又は第１入力ポートに接続され、かつ、中間油
路に圧が立たないと第４油圧センサが第１入力ポート又
は第２入力ポートに接続されるように設定し作業状態検
出手段を、第４油圧センサに圧が立つか否かに基づいて
判断するものに構成し、かつ、作動検出手段を、第３油
圧センサに圧が立つか否かに基づいて判断するものに構
成してあることを特徴とする。

【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、以下の作用が得ら
れる。 (1) 開閉弁を通す油路、すなわち検出用の信号ラインは
１種類となって、各スプールに形成する開閉弁は制御弁
当たり１個で済むようになり、従来のように走行用制御
弁に２個の開閉弁を設ける場合に比べて、制御弁を小さ
くすることが可能になる。

【００１２】(2) 制御油圧回路は走行用制御弁を圧油供
給方向で最下手側に配置したので、図６に示すように、
中立時及び走行時、すなわち、作業装置が動かないとき
には第１リリーフ圧が高圧となる走行昇圧状態に制御さ
れ、かつ、作業時及び作業・走行時、すなわち作業装置
が動くときには第１リリーフ圧が低圧となる非走行昇圧
状態に制御されるようになる。前述した比較例技術で
は、作業・走行時は第１リリーフ圧が高圧に制御され、
作業装置用油圧アクチュエータに規定以上の高圧油が作
用して耐久性の低下おそれがあるとか、ブーム用制御弁
のコンペンセータが閉じ勝手になってブームの昇降速度
が著しく遅くなるといった作業装置の作動不良の生じる
ことがあるに対し、本願のものではそれらの不都合が生
じないようになる。

【００１３】(3) 例えば、制御弁を通る大流量の主油圧
回路の圧変動で、油圧アクチュエータの作動及び停止を
判断する手段では、ブーム下降とかアーム掻込み等のよ
うに、自重によって油圧アクチュエータに負圧が作用す
ることがあり、その方向に油圧アクチュエータを駆動さ
せても回路に圧が立たず、作業用油圧アクチュエータが
動いているにも拘わらずに「動いていない」とＡ／Ｉ制
御上で判断される誤作動のおそれがある。これに対し
て、本願のものでは、主油圧回路の圧変動ではなく、制
御油圧回路の圧変動から判断するものであるから、前述
したように負圧の作用する場合でも作業用油圧アクチュ
エータが作動しているか否かを確実に検出できるように
なる。

【００１４】(4) 第１及び第２センサは共に低圧の信号
ラインの圧を検出する小規模なもので良く、高圧の主油
圧回路を検出する大規模なものが不要であるとともに、
単一の信号ラインで済むものであるから、制御油圧回路
が簡素化され、かつ、コストダウンも可能となる。

【００１５】請求項２の構成は、詳しくは実施形態の項
において説明するが、作業用開閉弁のリークの多少に拘
わらずに、「作業・走行」時における第２油圧センサに
よる検出圧が「低」の状態に安定維持され、リーク如何
に関係なく昇降昇圧制御の安定作動に寄与するようにな
る。

【００１６】請求項３の構成は、詳しくは実施形態の項
において説明するが、中間油路の圧で切換え作動する２
位置切換弁を介して第４油圧センサを接続する構造の採
用により、制御ポンプの圧油を先に走行用開閉弁に通
し、それから作業用開閉弁に通すようにした手段でも、
Ａ／Ｉ制御と昇降昇圧制御とが良好に機能するようにで
きた。

【００１７】〔効果〕請求項１〜３のいずれに記載の建
機の油圧回路でも、（ａ）(1)の作用によって制御弁を
コンパクト化でき、(2)の作用によって、作業装置を良
好に駆動できる状態としながらＬ／Ｓシステムを採るが
故の旋回走行時の速度低下を防止できるとともに、(3)
の作用によって、誤作動無くＡ／Ｉ制御を実行でき、
(4)の作用によって装置としての小型化や廉価化が図れ
るものが得られた。

【００１８】請求項２に記載の建機の油圧回路では、制
御油圧回路に絞り付き排油箇所を設けるだけの比較的簡
単な改造により、作業用開閉弁に多少のリークがあって
も昇降昇圧制御を確実に行えて信頼性に優れたものにで
きた。

【００１９】請求項３に記載の建機の油圧回路では、２
位置切換弁を介して第４油圧センサを設けることによ
り、制御ポンプの吐出油を先に走行用開閉弁を通してか
ら作業用開閉弁に通す順序としても、上記（ａ）の効果
が得られるようにできた。

【００２０】

【発明の実施の形態】

−第１実施形態（請求項２の構成に相当）− 以下に、本発明の第１実施形態を、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。

【００２１】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５
ｙ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。

【００２２】図２，図３に油圧回路全体の概略が示さ
れ、ドーザシリンダ用制御弁２９、バケットシリンダ７
ｃ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１０、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Ｌ／Ｓ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Ａ／Ｉシ
ステムも採入してあり、以下に説明する。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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Ｌ／Ｓ回路を構成してある。

【００２６】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補助ポ
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。

【００２７】そして、Ｌ／Ｓによる第１油路１４ｔと第
２油路１５との所定差圧（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。

【００２８】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、補助ポンプ１８で共用してある。

【００２９】このバックホウでは、走行モータ３１又は
３３を駆動しての移動走行時には第１リリーフ圧を高く
して、高負荷で粘るような旋回状態でも、その旋回速度
が遅くならないように、つまり、後述するリリーフカッ
ト制御が生じないように工夫してあり、以下に説明す
る。

【００３０】図５に示すように、全制御弁、すなわち２
個の走行用制御弁３２，３４と７個の作業用制御弁３
０，９，３５，２９，３７，３８，１０各々のスプール
に、３位置切換え式の開閉弁３０ｖ，９ｖ，３５ｖ，２
９ｖ，３７ｖ，３８ｖ，１０ｖ（以下、３０ｖ〜１０ｖ
と略称する）を形成し、全制御弁が中立位置にあるとき
には、制御ポンプ４８の吐出油が全スプールを素通りす
るセンターバイパス式の制御油圧回路Ｈを構成する。吐
出油は、バケット用開閉弁を先頭とする７個の作業用開
閉弁３０ｖ〜１０ｖをこの順に通り、それから走行用開
閉弁３２ｖ，３４ｖを通ってドレンされる。つまり、走
行用開閉弁３２，３４が作業用開閉弁３０ｖ〜１０ｖよ
りも制御ポンプ４８に対する圧油供給方向で下手側位置
となる状態に配列してある。

【００３１】全開閉弁３０ｖ〜１０ｖ及び３２ｖ，３４
ｖは、中立以外の位置では流路が閉塞されるように構成
し、制御油路４７における圧供給方向で最下手側の右走
行モータ用開閉弁３４ｖと排油箇所との間に設けた第１
絞り６６と、右走行モータ用開閉弁３４ｖとの間の油路
に、制御油圧回路Ｈの圧変動を検出する主油圧計（第１
油圧センサの一例）２３を接続してある。又、作業用開
閉弁としては圧油供給方向で最下手側のアーム用開閉弁
１０ｖと左走行モータ用開閉弁３２ｖとの間の油路に、
副油圧計（第２油圧センサの一例）４９を接続するとと
もに、この副油圧計４９接続箇所と左走行モータ用開閉
弁３２ｖとの間の油路に、第１絞り６６よりも絞り作用
の強い第２絞り６７を介してドレンさせる補助排出路６
８を設けてある。

【００３２】そして、走行用油圧モータ３１，３３を除
く作業用油圧アクチュエータの制御弁Ｖｓのいずれか１
個以上に圧油供給され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リリーフ圧と所定差圧との和が、第２リリーフ弁４１
のリリーフ圧（以下、第２リリーフ圧と略称する）を上
回る高圧状態となるように、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。

【００３３】図４に示すように、リリーフ圧調節手段Ｅ
は、副油圧計４９への接続油路部分と第１リリーフ弁４
０のバネ４０Ａ側油室とを連通する昇圧油路４０ａを設
けて構成してある。作業状態検出手段Ｇは副油圧計４９
で構成され、全作業用開閉弁３０ｖ〜１０ｖ通過直後の
油路部分に圧が立つか否かの検出情報を出すものとして
機能する。

【００３４】上記制御油圧回路Ｈによれば、７個の作業
用開閉弁３０ｖ〜１０ｖの全てが中立位置にあると、走
行用開閉弁３２ｖ，３４ｖの少なくとも１個が閉じてい
れば副油圧計４９には高圧が立ち、走行用開閉弁３２
ｖ，３４ｖのいずれも中立であっても、第１絞り６６の
作用によって高圧が検出されるようになる。そして、全
作業用開閉弁３０ｖ〜１０ｖのうちの１個でも中立以外
の位置に切換えられると、そこで圧油がブロックされる
ので副油圧計４９には圧が立たないか、又はリークによ
る低い圧が立つようになる。

【００３５】つまり、図６に示すように、全制御弁が中
立となる「中立」時、及び走行用制御弁３２，３４の片
方のみ又は両方のみが中立以外の位置にある「走行」時
は、副油圧計４９に圧が立ち、いずれの場合でも第１リ
リーフ圧は「高」になる。又、走行用制御弁３２，３４
が共に中立であり、いずれかの作業用制御弁Ｖｓが中立
以外の位置にある「作業」時、及び走行用制御弁３２，
３４の少なくとも一方が中立以外の位置にあり、かつ、
いずれかの作業用制御弁Ｖｓも中立以外の位置にある
「作業・走行」時は、副油圧計４９には圧が立たず、従
っていずれの場合でも第１リリーフ圧は「低」になる。

【００３６】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。

【００３７】先ず、具体例として、差圧を出すための流
量制御弁１４の作動圧（所定差圧又はＬ／Ｓ差圧））を
１４ｋｇ、アンロード圧を２０ｋｇ、第１リリーフ圧を
２３０ｋｇ、そして第２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。

【００３８】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り、
力強いが高負荷を伴う旋回時の走行速度が遅くなってし
まう。この現象を生じさせるものが「従来の技術」の項
で述べたリリーフカット制御である。

【００３９】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、前述したよう
に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２６
０ｋｇ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。

【００４０】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、Ｌ／Ｓ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の駆動速度が増速される状態にな
って旋回速度が速くなるのである。つまり、リリーフカ
ット制御が働く通常の状態では、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Ｌ／Ｓ差圧が
所定差圧よりも大になってポンプ吐出量が最小に制御さ
れる。

【００４１】それに対して、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、Ｌ／Ｓ
差圧が所定差圧よりも小さくなり、ポンプ吐出量が最大
に制御されるのであり、この一連の制御を走行昇圧制御
と称する。

【００４２】−Ａ／Ｉ制御について− 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。

【００４３】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としてのギヤードモータ２
２、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、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、及び制
御油圧回路Ｈの油路４７における最下手側部分の圧を検
出する前述の主油圧計２３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。

【００４４】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
主油圧計２３の検出情報から制御装置２６が判断するよ
うに設定してある。

【００４５】つまり、図６に示すように、全開閉弁３０
ｖ〜１０ｖ、及び３２ｖ，３４ｖが中立位置である「中
立」時には、第１絞り６６の存在によって主油圧計２３
に「高」圧が立つ。それ以外の場合、すなわち、７個の
作業用開閉弁３０ｖ〜１０ｖのいずれか、又は２個の走
行用開閉弁３２ｖ，３４ｖのいずれかが中立位置以外と
なる、「作業」、「走行」、「作業・走行」の場合に
は、圧がブロックされて、主油圧計２３には圧が立たな
いか、又はリークによる低い圧が立つかであり、「低」
圧が検出されるに過ぎない。

【００４６】従って、主油圧計２３が上述した「高」圧
を検出すればエンジン回転数をアイドリング状態に制御
し、それ未満の低い検出値であればエンジン回転数を作
業用回転数に制御するように、制御装置２６が機能する
のであり、主油圧計２３によって作動検出手段Ｃが構成
されている。尚、走行用モータ３１，３３の回路にはカ
ウンタバランス弁６０が設けてあり、走行時には必ず主
油圧回路Ｓである第１油路１５に圧が立つから、主油圧
計２３のみの検出情報で走行用モータ３１，３３の作動
及び停止を判断できる。

【００４７】以上述べたように、昇降昇圧制御用の副油
圧計４９と、Ａ／Ｉ制御用の主油圧計２３は、いずれも
制御油圧回路Ｈの圧を検出するものであり、単一の信号
ライン（油路４７）だけを設けるものでありながら上記
２種の制御基準として使用できるようになっている経済
的な手段である。

【００４８】−第２実施形態（請求項１の構成に相当）
− 第１実施形態との相違点は、図５における第２絞り弁６
７を備えた補助排出路６８を省略したものであり、図８
に示すようなものになる。この場合、Ａ／Ｉ制御用の主
油圧計２３の圧、及びエンジン回転数は図６に示す第１
実施形態の場合と同じになり、走行昇圧制御用の副油圧
計４９の圧、及び第１リリーフ圧は、「作業・走行」時
以外については図６に示す第１実施形態の場合と同じに
なる。

【００４９】各開閉弁３０ｖ〜１０ｖ、及び３２ｖ，３
４ｖにリークが存在するものとすると、そのリークによ
る僅かな油の流れによって「作業・走行」時でも主及び
副油圧計２３，４９のいずれにも何らかの圧が立つよう
になる。つまり、中立以外の位置に切換えられた開閉弁
は一種の絞りのような機能を出すような状態になり、図
１０に示すような疑似回路に見立てることができる。

【００５０】主油圧計２３については、その圧油供給方
向上手側において少なくとも２個以上の開閉弁が閉じて
いるので、たとえ両方にリークがあったとしても、主油
圧計２３が検出作動するに相当する圧を出すのは不可能
である。しかしながら、副油圧計４９については、その
圧油供給方向上手側の開閉弁が１個だけ閉じているとき
のリークが比較的顕著であることを想定すると、そのと
きに、検出圧の「高」「低」の判断基準であるしきい値
を、「低」より少し高い圧に設定したようなときには問
題が残る。

【００５１】つまり、作業用開閉弁のリークによって副
油圧計４９の検出圧が設定しきい値を越えてしまい、
「高」となる場合があり、そうなると昇降昇圧制御が作
動してアームシリンダ等の作業用油圧アクチュエータに
予期せぬ高圧が作用するおそれがある。つまり、しきい
値の設定やリーク量の如何によっては、図９に示すよう
に、副油圧計４９の検出圧が「高」になったり「低」な
ったりする「不安定」なものとなる可能性がある。

【００５２】しかしながら、製作精度を上げるとか、生
産管理を強化する等によってリークを殆ど無視できるレ
ベルに抑えることにより、第２絞り６７を省略した図８
に示す回路でも、図６に示す圧検出状態が得られて実用
に耐えるものにすることが可能である。

【００５３】これに対して、第１実施形態のものでは、
図７に示す疑似回路に見立てることができ、「作業・走
行」時に作業用開閉弁にリークがあっても、そのリーク
による圧が第２絞り６７を通してドレンされるようにな
る。従って、補助排出路６８の付設によってリークの多
少に拘わらずに「作業・走行」時には副油圧計４９の検
出圧は「低」の状態に安定するのである。

【００５４】−第３実施形態−（請求項３の構成に相
当） 開閉弁に関する制御油圧回路Ｈが第１実施形態と異なる
ものであり、その異なる部分について説明する。

【００５５】図１１に示すように、制御ポンプ４８の圧
油を、先ず走行用開閉弁３４ｖ，３２ｖに入れ、それか
ら作業用開閉弁１０ｖ，３８ｖ，３７ｖ，２９ｖ，３５
ｖ，９ｖ，３０ｖ（以下、１０ｖ〜３０ｖと略称する）
の順で通過させるように構成し、制御ポンプ４８と右走
行用開閉弁３４ｖとの間の油路における第３絞り６９通
過後の箇所の圧変動を検出する主油圧計（第３油圧セン
サの一例）２３を設ける。そして、左走行用開閉弁３２
ｖとアーム用開閉弁１０ｖとの間における油路に、チェ
ック弁７０と第４絞り７１とをこの順で通過させて制御
ポンプ４８の吐出油を合流させる補助制御油圧回路ｈを
構成し、チェック弁７０と制御ポンプ４８との間におけ
る油路の圧変動を検出する副油圧計（第４油圧センサの
一例）４９を設ける。

【００５６】第４絞り７１とアーム用開閉弁１０ｖとの
間の中間油路７３に圧が立つか否かで切換わり動作する
２位置切換弁７２を設け、チェック弁７０通過前の油路
に連通する第１入力ポートｐ1 と、ドレンされる第２入
力ポートｐ2 と、副油圧計４９に連通する出力ポートｐ
3 とを２位置切換弁７２に備え、中間油路７３に圧が立
つと、復帰バネ７４に抗して２位置切換弁７２をａ位置
に切換え、副油圧計４９が第２入力ポートｐ2 に接続さ
れてドレンされ、かつ、中間油路７３に圧が立たない
と、復帰バネ７４によって２位置切換弁７２をｂ位置に
切換え、副油圧計４９が第１入力ポートｐ1 に接続され
て制御ポンプ４８の圧が作用するように設定してある。
つまり、作業状態検出手段Ｇを、副油圧計４９に圧が立
つか否かに基づいて判断するものに構成し、かつ、作動
検出手段Ｄを、主油圧計２３に圧が立つか否かに基づい
て判断するものに構成してある。

【００５７】Ａ／Ｉ制御については、図１２に示すよう
に、全ての開閉弁３４ｖ，３２ｖ，及び１０ｖ〜３０ｖ
が中立のときには、圧油はドレンされるので主油圧計２
３には圧が立たない「低」となり、その低圧信号をもっ
て、エンジン回転数はアイドリング状態に制御される。
全開閉弁３４ｖ，３２ｖ，１０ｖ〜３０ｖのうちのいず
れかが閉じ状態になると、そこで油圧ブロックされるこ
とで主油圧計２３に圧が立つ「高」となり、「作業」、
「走行」、「作業・走行」のいずれの場合でも、その高
圧信号をもってエンジン回転数を作業用回転数に制御す
る。

【００５８】走行昇圧制御についても、図１２に示すよ
うに、全開閉弁３４ｖ，３２ｖ，１０ｖ〜３０ｖが中立
となる「中立」時には、補助制御油圧回路ｈに圧が立た
ないので２位置切換弁７２はｂ位置に切換えられてお
り、第４絞り７１の作用によって副油圧計４９に圧が立
つ「高」となり、第１リリーフ圧を「高」に制御する。
いずれかの作業用開閉弁が中立以外の位置に切換えられ
る「作業」時には、補助制御油圧回路ｈに圧が立って２
位置切換弁７２をａ位置に切換え、副油圧計４９をドレ
ン路に接続するので圧が立たない「低」となり、第１リ
リーフ圧も「低」に制御される。

【００５９】いずれかの走行用開閉弁３４ｖ，３２ｖが
中立以外の位置に切換えられる「走行」時には、全作業
用開閉弁１０ｖ〜３０ｖは中立であるから、補助制御油
圧回路ｈには圧が立たず、従って、副油圧計４９に圧が
立つ「高」となり、第１リリーフ圧を「高」に制御す
る。そして、「作業・走行」時では、補助制御油圧回路
ｈに圧が立つから２位置切換弁７２をａ位置に切換え、
副油圧計４９が「低」となり、かつ、第１リリーフ圧も
「低」に制御される。

【００６０】−第４実施形態− 図１３に示すように、第３実施形態における２位置切換
弁７２のａ位置とｂ位置とを逆にしたものである。この
場合には、Ａ／Ｉ制御に関する検出状態は図に示すもの
と同じであり、走行昇圧制御における副油圧計４９での
検出圧が第３実施形態のものとは正反対になり、図１４
に示すようになる。

【００６１】但し、制御装置２６での信号変換処理によ
り、第１リリーフ圧としては第３実施形態の場合と同じ
になり、「作業」及び「作業・走行」時はリリーフカッ
ト制御が機能し、「走行」時及び「中立」時には走行昇
圧制御が機能してリリーフカット制御が生じないように
なる。

【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】Ａ／Ｉ付きＬ／Ｓの原理を示す部分油圧回路図

【図５】第１実施形態による制御弁の操作構造、及び制
御油圧回路を示す図

【図６】第１実施形態によるエンジン回転数及び第１リ
リーフ圧の高低変化図

【図７】図５に示す制御油圧回路の疑似回路図

【図８】第２実施形態による制御弁の操作構造、及び制
御油圧回路を示す図

【図９】第２実施形態によるエンジン回転数及び第１リ
リーフ圧の高低変化図

【図１０】図８に示す制御油圧回路の疑似回路図

【図１１】第３実施形態による制御油圧回路を示す図

【図１２】第３実施形態によるエンジン回転数及び第１
リリーフ圧の高低変化図

【図１３】第４実施形態による制御油圧回路を示す図

【図１４】第３実施形態によるエンジン回転数及び第１
リリーフ圧の高低変化図

【図１５】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，１０ｖ，３２ｖ，３５ｖ 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 第１油圧センサ ２４ アクセル操作具 ２５ 操作量検出手段 ３９ アンロード弁 ４０ 第１リリーフ弁 ４１ 第２リリーフ弁 ４８ 制御ポンプ ４９ 副油圧センサ ６６，６７，７０，７１ 絞り ７２ ２位置切換弁 ７３ 中間油路 Ａ 負荷制御手段 Ｃ 作動検出手段 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 ｐ1 第１入力ポート ｐ2 第２入力ポート ｐ3 出力ポート

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、走行
   用開閉弁がその他の作業用開閉弁よりも制御ポンプに対
   する下手側位置となる状態で、該制御ポンプによる圧油
   が前記スプールを全て素通りして排油されるセンターバ
   イパス式の制御油圧回路を設け、 この制御油圧回路における前記制御ポンプに対する最下
   手側位置の走行用開閉弁の下手側部分と排油箇所との間
   に絞りを介装し、その絞りと前記最下手側走行用開閉弁
   との間における油路の圧変動を検出する第１油圧セン
   サ、及び、前記作業用開閉弁のうちの前記制御ポンプに
   対する最下手側の作業用開閉弁と、この最下手側作業用
   開閉弁に前記制御ポンプに対する下手側で隣合う上手側
   走行用開閉弁との間における油路の圧変動を検出する第
   ２油圧センサを備え、 前記作業状態検出手段を、前記第１油圧センサに圧が立
   つか否かに基づいて判断するものに構成し、かつ、前記
   作動検出手段を、前記第２油圧センサに圧が立つか否か
   に基づい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】 前記上手側走行用開閉弁と、前記第１油
   圧センサへの圧分岐箇所との間における油路に、絞りを
   介した排油箇所を接続してある請求項１に記載の建機の
   油圧回路。
3. 【請求項３】 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、走行
   用開閉弁がその他の作業用開閉弁よりも制御ポンプに対
   する上手側位置となる状態で、該制御ポンプによる圧油
   が前記スプールを全て素通りして排油されるセンターバ
   イパス式の制御油圧回路を設け、 制御ポンプに対する最上手側の走行用開閉弁と油圧ポン
   プとの間における油路の圧変動を検出する第３油圧セン
   サを設け、制御ポンプに対する下手側走行用開閉弁と、
   これの下手側で隣合う作業用開閉弁との間における油路
   に、チェック弁と絞りとをこの順で通過させて前記油圧
   ポンプの吐出油を合流させる補助制御油圧回路を構成
   し、 前記絞りと前記最上手側作業用開閉弁との間の中間油路
   に圧が立つか否かで切換わり動作する２位置切換弁を設
   け、前記チェック弁通過前の油路に連通する第１入力ポ
   ートと、ドレンされる第２入力ポートと、第４油圧セン
   サに連通する出力ポートとを前記２位置切換弁に備え、 前記中間油路に圧が立つと、前記第４油圧センサが前記
   第２入力ポート又は第１入力ポートに接続され、かつ、
   前記中間油路に圧が立たないと前記第４油圧センサが前
   記第１入力ポート又は第２入力ポートに接続されるよう
   に設定し前記作業状態検出手段を、前記第４油圧センサ
   に圧が立つか否かに基づいて判断するものに構成し、か
   つ、前記作動検出手段を、前記第３油圧センサに圧が立
   つか否かに基づいて判断するものに構成してある建機の
   油圧回路。