JPH1171788A - 建設機械の制御回路 - Google Patents

建設機械の制御回路

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JPH1171788A
JPH1171788A JP9246001A JP24600197A JPH1171788A JP H1171788 A JPH1171788 A JP H1171788A JP 9246001 A JP9246001 A JP 9246001A JP 24600197 A JP24600197 A JP 24600197A JP H1171788 A JPH1171788 A JP H1171788A
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誠一 渕田
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富雄 寺中
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藤寿 高村
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晴茂 西田
Kiyokazu Nakabo
清和 中坊
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2つのアクチュエータの複合操作時に、負荷
圧の低い方のアクチュエータ速度を遅くして複合操作性
を向上する。 【解決手段】 建設機械の制御回路において、第1アク
チュエータ32と第2アクチュエータ25の複合操作時
に、第1アクチュエータ32の作動速度を、第2アクチ
ュエータ25の作動速度よりも速くするために第2制御
弁5へ指令を出力するモード選択手段を備えた構成とし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル等の建
設機械の制御回路に係り、特に、作業機のブーム駆動
と、車体の旋回駆動の複合操作時の各アクチュエータ速
度が適切に制御されるようにした建設機械の制御回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】先ず、油圧ショベル100について図5
により説明する。下部走行体21は走行モータ24の駆
動により前後走行自在となっている。この下部走行体2
1の上部にはスイングサークル22を介して上部旋回体
(以下、車体と言う。)23が装着され、旋回モータ2
5の駆動により互いに旋回可能となっている。この車体
23には作業機30、マシンキャブ26、オペレータキ
ャビン27、およびカウンタウエイト28を取着してい
る。作業機30はブーム31、アーム33、バケット3
5、ブーム用アクチュエータ32、アーム用アクチュエ
ータ34、バケット用アクチュエータ36から構成され
ている。このブーム31は車体23に固着された図示し
ないブラケットに取着されており、ブーム用アクチュエ
ータ32の駆動により上下揺動自在となっている。ブー
ム31の先端にはアーム33が取着されており、このア
ーム33はアーム用アクチュエータ34の駆動により上
下揺動自在となっている。また、このアーム33の先端
にはバケット35が取着されており、バケット用アクチ
ュエータ36の駆動により回動自在となっている。これ
らの各モータ24、25および各アクチュエータ32、
34、36は図示しない制御回路により単独に、あるい
は複合で操作されて土砂の掘削作業等を行うようになっ
ているいるが、特に複合操作性を向上させる制御回路が
要望されている。
【0003】従来の作業機の複合操作性を改良した先行
技術として、例えば、特開平1−250531号が出願
されている。この出願内容を図6により説明する。パイ
ロット弁50をアーム用アクチュエータ55が縮むU方
向に操作すると、パイロット管路50Aにパイロット圧
が立つ。この時、パイロット弁51がブーム用アクチュ
エータ56が縮むU方向に操作されていると、パイロッ
ト弁51から切換弁52のパイロットポート52Aにパ
イロット圧が作用し、切換弁52はaからbに位置して
いる。このため、切換弁52と減圧弁53によりパイロ
ット回路が形成され、パイロット管路50Aに立ったパ
イロット圧は減圧弁53で所定の圧力に減圧されてから
制御弁57に作用することになり、パイロット弁50、
パイロット弁51の操作量が等しい場合、パイロット管
路50Aの減圧弁53の下流のパイロット圧はパイロッ
ト管路51Aのパイロット圧力より低くなるから、制御
弁57のスプール開口面積が制御弁58の開口面積より
も小さくなる。この結果、管路54を通って制御弁58
に流れる油量が増加し、アーム用アクチュエータ55と
ブーム用アクチュエータ56に流れる油量の差が少なく
なる。従って、アクチュエータ55,56の収縮速度が
同程度にバランスするので、2つのアクチュエータ5
5,56は同時に同程度の速度で作動するという技術が
記載されている。
【0004】また、他の先行技術として、特開平8−9
3000号が出願されている。この出願内容を図7,図
8により説明する。走行モータ24とアーム用アクチュ
エータ34を複合操作する時は、例えば走行用操縦レバ
ー48を前進位置にすると、走行用パイロット弁48a
の減圧弁48bが作動し、走行用制御弁42を中立位置
nからb位置に切り換えるパイロット圧は、管路41か
ら走行用制御弁42の操作部42bに作用すると共に、
シャトル弁43を介して分岐パイロット管路41aから
アーム用制御弁45の操作部45bに作用して、図8に
示すピストン47は矢印の方向へ所定量Lだけ移動す
る。この時、アーム操縦レバー49を掘削位置にしてア
ーム用パイロット弁49aの減圧弁49bを作動させ、
アーム用制御弁45を中立位置nからa位置に切り換え
るために、パイロット圧をパイロット管路44aからア
ーム用制御弁45の操作部45aに作用させても、図8
に示すピストン47が矢印の方向へ所定量L移動してい
るので、アーム用制御弁45のスプール46は全ストロ
ーク作動しないように制限され、スプール46の開口面
積が小さくなるようになっている。従って、アーム用ア
クチュエータ34への圧油の供給量が減少して、走行モ
ータ24の駆動速度とアーム用アクチュエータ34の駆
動速度のマッチングが良くなるという技術が記載されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧ショベ
ルの各種作業を行う時に2つのアクチュエータを複合操
作すると負荷圧の低い方のアクチュエータへ油圧ポンプ
からの吐出油が多く流れるため2つのアクチュエータ速
度のマッチングが悪くなるとの問題がある。特に、油圧
ショベルの作業の中で、頻繁に用いられる、ブームの上
げ駆動と車体の旋回駆動(所謂、ホイスト旋回とい言
う。)の複合操作時は、ブームの上げ駆動のアクチュエ
ータの負荷圧に対して、車体の旋回駆動のアクチュエー
タの負荷圧の方が低い。このブームの上げ駆動と車体の
旋回駆動の複合操作時は、負荷圧の低い方の旋回用アク
チュエータへ油圧ポンプからの吐出油が多く流れるので
車体の旋回が速く駆動するのに対して、ブームの上げ駆
動が遅くなり複合操作時のマッチングが悪くなる。これ
は2つのアクチュエータがパラレル回路で接続されてい
るためである。このため、オペレータは旋回用アクチュ
エータへの油圧ポンプからの吐出油を絞るために、旋回
用操作レバーの操作ストロークを調整して、旋回用制御
弁のスプールの開口面積を小さくなるようにしながら、
ブームの上げ操作を行って2つのアクチュエータ速度が
マッチングするようにしている。このため、運転者は操
作レバーの操作量を調整する必要があり操作が煩雑であ
った。
【0006】上記の先行技術である特開平1−2505
31号に記載されているパイロット操作回路では、複合
操作時に常時2つのアクチュエータ55,56は同程度
の速度となり、作業速度が遅いとの問題がある。また、
複合操作時のアーム用制御弁57のスプール開口面積は
常に制限され、解除できないという問題がある。上記の
先行技術である特開平8−93000号に記載されてい
るパイロット操作回路も同様に、登坂走行とアームの複
合操作等には有用であっても、アーム用制御弁のスプー
ル開口面積は常に制限され、解除できないという問題が
ある。これらの先行技術はいずれも油圧ショベルの作業
の中で例えば、速い作業速度が要求されるダンプ積込作
業等でのブーム上げと車体の旋回操作を行う複合操作に
は適用できないという問題がある。
【0007】本発明は上記の問題点に着目し、負荷圧の
異なる2つのアクチュエータの複合操作時に、負荷圧の
低い方の一方のアクチュエータの速度を遅くして、他方
のアクチュエータの速度とのマッチングを良くするよう
に制御するとともに、その制御を解除することも可能に
して複合操作性を向上する建設機械の制御回路を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用効果】本発明に
係る建設機械の制御回路の第1発明は、油圧ポンプから
吐出する圧油を第1アクチュエータへ供給する第1制御
弁、および、第2アクチュエータへ供給する第2制御弁
と、パイロットポンプから吐出されるパイロット圧を受
けて第1制御弁および第2制御弁の操作部に作用させて
切換える操作手段とを備えた建設機械の制御回路におい
て、第1アクチュエータ32と第2アクチュエータ25
の複合操作時に、第1アクチュエータ32の作動速度
を、第2アクチュエータ25の作動速度よりも速くする
ために第2制御弁5へ指令を出力するモード選択手段を
備えた構成としたものである。上記構成によれば、従来
は、第1アクチュエータと第2アクチュエータの複合操
作時に、第2アクチュエータ(旋回)の負荷圧に対し
て、第1アクチュエータ(ブーム)の負荷圧が高い場
合、第2アクチュエータの作動速度が速く、第1アクチ
ュエータの作動速度が遅くなり複合操作時の速度のマッ
チングが悪いので、運転者は、第2アクチュエータの作
動速度を遅くするために、操作レバーの操作量を調整す
る必要があり操作が煩雑であったが、本発明の制御回路
では、モード選択手段を用いて第2アクチュエータの作
動速度を遅くして、第2アクチュエータの作動速度より
第1アクチュエータの作動速度を速くすることにより、
2つのアクチュエータの複合操作速度のマッチングが良
くなるようにしたものである。したがって、負荷圧の高
い方のアクチュエータと、負荷圧の低い方のアクチュエ
ータとの複合操作性が向上するので、各種の作業を行う
建設機械として有用である。
【0009】第2発明は、第1発明の構成において、前
記第1アクチュエータ32はブームを駆動するシリンダ
であり、前記第2アクチュエータ25は車体を旋回せし
める旋回モータである構成としたものである。上記構成
によれば、従来は、建設機械の各種作業の中で、最も多
く使われるダンプトラックへの積込作業において、ブー
ム上げ操作と車体の旋回操作(所謂、ホイスト旋回と言
う。)の複合操作時は、旋回の負荷圧に対して、ブーム
上げの方が負荷圧が高いので、旋回速度が速く、ブーム
上げ速度が遅いとの問題があり、ダンプトラックへの積
込作業時に、車体は旋回完了しているが、ブーム上げ操
作が完了していないので複合操作性が悪いとの問題があ
ったが、本発明の制御回路では、モード選択手段を用い
て旋回用アクチュエータの作動速度を遅くして、旋回モ
ータの作動速度よりブーム用アクチュエータの上げの作
動速度を速くすることにより、旋回+ブーム上げの複合
操作速度のマッチングが良くなるようにしたものであ
る。したがって、負荷圧の高い方のブーム用アクチュエ
ータと、負荷圧の低い方の旋回モータとの複合操作性が
向上するので、各種の作業を行う建設機械として有用で
ある。
【0010】第3発明は、第1発明および第2発明の構
成において、前記モード選択手段は、第2アクチュエー
タ25へ圧油を供給する第2制御弁5の操作部5a,5
bと接続する電磁式切換弁18と、モード選択スイッチ
17と、モード選択スイッチ17からの信号を受けて電
磁式切換弁18へ開位置、あるいは閉位置に制御する指
令信号を出力するコントローラ15とを備えた構成とし
たものである。上記構成によれば、モード選択手段で選
択された信号により、電磁式切換弁を開位置に制御する
ことにより、第2制御弁の操作部にパイロット圧を作用
させる。これにより、第2制御弁のスプールのストロー
ク規制が行われるので、第2アクチュエータの第2制御
弁のスプールの開口面積が小さくなり、流量が減少して
作動速度を遅くすることができる。したがって、第1ア
クチュエータと第2アクチュエータの複合操作性が向上
する。
【0011】第4発明は、第1発明乃至第3発明のうち
のいずれかに記載の構成において、第1アクチュエータ
32と第2アクチュエータ25の複合操作時に、第2ア
クチュエータ25を遅くするための規制手段は、第2制
御弁5のスプールのストローク規制を可変に調整する可
変調整器16と、可変調整器16からの信号に応じて電
磁式切換弁18の開口量を制御する指令信号を出力する
コントローラ15とを備えた構成としたものである。上
記構成によれば、可変調整器を用いて電磁式切換弁の開
口量を制御するようにしたので、第2制御弁の操作部に
作用するパイロット圧を可変にして、第2制御弁のスプ
ールのストロークの規制量を調整することができる。こ
れにより、建設機械の各種作業に応じて、第2制御弁の
スプールのストロークの規制量を調整することにより、
第1アクチュエータと第2アクチュエータの複合操作性
が向上する。
【0012】第5発明は、油圧ポンプから吐出する圧油
を第1アクチュエータへ供給する第1制御弁、および、
第2アクチュエータへ供給する第2制御弁と、パイロッ
トポンプから吐出されるパイロット圧を受けて第1制御
弁および第2制御弁の操作部に作用させて切換える各操
作手段とを備えた建設機械の制御回路において、第1ア
クチュエータ32の第1制御弁2を切換えるパイロット
圧を検知する第1検知手段19aと、第2アクチュエー
タ25の第2制御弁5を切換えるパイロット圧を検知す
る第2検知手段19bと、第2アクチュエータ25へ圧
油を供給する第2制御弁5の操作部と接続する電磁式切
換弁18と、第1検知手段19aと第2検知手段19b
からの2つの信号が入力された時は、第2制御弁5のス
プールのストロークを規制するように電磁式切換弁18
へ指令出力するコントローラ15Aとを備えた構成とし
たものである。上記構成によれば、第1アクチュエータ
と第2アクチュエータの複合操作時に、両アクチュエー
タが複合操作された時は、第1制御弁および第2制御弁
のパイロット管路にパイロット圧が発生するので、それ
ぞれのパイロツト圧をコントローラが受けて、第2制御
弁のスプールのストロークを規制するように電磁式切換
弁を制御する。これにより、第1および第2アクチュエ
ータを複合操作したときは自動的に、第1アクチュエー
タと第2アクチュエータの複合操作性が向上するように
なっている。
【0013】第6発明は、第5発明の構成において、前
記第2制御弁5の操作部5a,5bは、第1制御弁2を
切換えるパイロット圧が導入される第1パイロットポー
ト65aと、第2制御弁5を切換えるパイロット圧が導
入される第2パイロットポート66aとを設けたパイロ
ットケース64と、このパイロットケース64内に配設
されるとともに、第2制御弁5のスプールの端部に当接
し、かつ、第1制御弁2からのパイロット圧により押動
するピストン67とを有し、第1アクチュエータ32と
第2アクチュエータ25の複合操作時に、第1制御弁2
からのパイロット圧によりピストン67を押動して第2
制御弁5のスプールのストローク規制する構成としたも
のである。上記構成によれば、第2制御弁の操作部は、
第2制御弁のスプールのストローク規制するために、第
1制御弁を切換えるパイロット圧が導入される第1パイ
ロットポートと、この第1制御弁を切換えるパイロット
圧により押動するピストンを備えて、このピストンの移
動により、第2制御弁のスプールのストロークを規制す
ることができる。したがって、簡単な構造で第2制御弁
のスプールのストロークを規制することができるのでコ
ストが安価である。
【0014】第7発明は、第5発明および第6発明の構
成において、第1アクチュエータ32と第2アクチュエ
ータ25の複合操作時に、第2制御弁5のスプールのス
トローク規制を解除する解除手段20を備えた構成とし
たものである。上記構成によれば、建設機械の各種作業
の中で、車体の旋回と、ブーム、アーム、バケットから
なる作業機との複合操作は、例えば、ダンプトラックへ
の積込み作業(旋回+ブーム上げ)以外にブーム+アー
ム、あるいはアーム+バケット等の各種の組合わせによ
り複合操作が行われるが、第2制御弁のスプールのスト
ローク規制が必要のない作業では、解除できるようにし
たものである。これにより、運転者は解除手段により第
2制御弁のスプールのストローク規制を解除することに
より、各種の作業によって運転者の技量により自由に作
業できるようにしてあるので、作業性が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る建設機械の
制御回路の実施例を図1乃至図4により説明する。先
ず、本発明に係る建設機械の制御回路の第1実施例を図
1乃至図3により説明する。図1は、ブーム用アクチュ
エータ32と、旋回アクチュエータ25とはパラレル回
路を示している。油圧ポンプ1は、管路4を介してブー
ム用制御弁2(以下、第1制御弁2と言う。)と接続し
ている。この第1制御弁2は管路3A,3Bを介してブ
ームアクチュエータ32(以下、第1アクチュエータ3
2と言う。)と接続している。また、油圧ポンプ1は、
管路4から分岐する管路4aを介して旋回用制御弁5
(以下、第2制御弁5と言う。)と接続している。この
第2制御弁5は管路6A,6Bを介して旋回アクチュエ
ータ25(以下、第2アクチュエータ25と言う。)と
接続している。
【0016】ブーム操作レバー8の操作により連動する
パイロット弁8aは、上げ用パイロット管路11(以
下、パイロット管路11と言う。)を介して第1制御弁
2の操作部2aと接続している。また、パイロット弁8
aは、下げ用パイロット管路12(以下、パイロット管
路12と言う。)を介して第1制御弁2の操作部2bと
接続している。旋回操作レバー9の操作により連動する
パイロット弁9aは、左旋回用パイロット管路13(以
下、パイロット管路13と言う。)を介して第2制御弁
5の操作部5aと接続している。また、パイロット弁9
aは、右旋回用パイロット管路14(以下、パイロット
管路14と言う。)を介して第2制御弁5の操作部5b
と接続している。これらのパイロット弁8a,9aは、
管路10を介してパイロットポンプ7と接続している。
このように構成されるパイロット操作回路は、ブーム操
作レバー8、および旋回操作レバー9の操作により、パ
イロットポンプ7からのパイロット圧を、管路10から
パイロット弁8a、およびパイロット弁9aを介して、
各パイロット管路11,12,13,14を通って、そ
れぞれ第1制御弁2の操作部2a(上げ側)または操作
部2b(下げ側)と、第2制御弁5の操作部5a(左旋
回側)の第2パイロットポート66aまたは操作部5b
(右旋回側)の第2パイロットポート66bに作用させ
て、第1制御弁2および第2制御弁5を切換えるように
なっている。
【0017】次に、図1に示す第1制御弁5のスプール
61のストロークを規制するモード選択手段について説
明する。モード選択手段は、モード選択スイッチ16
と、可変調整器17と、電磁式切換弁18と、コントロ
ーラ15とから構成されている。モード選択スイッチ1
6をONにし、可変調整器17を所定値に設定すると、
可変調整器17からの信号量に応じて、コントローラ1
5から電磁式切換弁18の開口量を制御するように同弁
18の操作部18aに指令信号が出力されるようになっ
ている。このため、電磁式切換弁18はa位置に切換わ
り開口する。その開口量は、可変調整器17からの信号
量によって決められているので、その開口量によってパ
イロット圧が調整されるようになっている。これによ
り、操作レバー8を操作してパイロット弁8aからパイ
ロット管路11を介して第1制御弁2の操作部2a(上
げ側)にパイロット圧が出力されると、このパイロット
圧が管路11から電磁式切換弁18のa位置を通って管
路11bから第2制御弁5の操作部5a(左旋回側)の
第1パイロットポート65aおよび操作部5b(右旋回
側)の第1パイロットポート65bに作用するようにな
っている。したがって、例えば、第2制御弁5の操作部
5aは図2に示すように、ピストン67はパイロット圧
に応じた量だけ矢印の方向に押動して、第2制御弁5の
スプール61のストローク規制を行うようになってい
る。
【0018】次に、図2に示す、第2制御弁5の操作部
5aのスプール61のストローク規制の構造について説
明する。なお、同弁5の操作部5bは操作部5aと同一
構造であり図と説明は省略する。弁体60には、スプー
ル61が摺動自在に設けられている。このスプール61
の両端には、中立時にスプール61を定位置に保つため
に、同じ力でバランスするバネ62がスリーブ63を介
してパイロットケース64のパイロット室64a内に設
けられている。このパイロットケース64に設けられた
プラグ68には、スプール61を切換えるパイロット圧
が作用する第2パイロットポート66aが設けられてい
る。このパイロットケース64には、第1制御弁2の操
作部2a(上げ側)に作用するパイロット圧が、図1に
示すパイロット管路11bから作用する第1パイロット
ポート65aが設けられている。ピストン67の大径部
は、パイロットケース64のピストン室64bに摺動自
在に嵌挿されている。また、ピストン67の小径部は、
プラグ68の内面にOリング69を介して摺動自在に嵌
挿されている。ピストン67の中心部には、第2パイロ
ットポート66aに作用するパイロット圧を、パイロッ
ト室64aに作用するための穴67aが貫通して設けら
れている。
【0019】このように構成されており、第1パイロッ
トポート65aにパイロット圧が作用すると、ピストン
67は矢印の方向に移動し、図1に示す可変調整器17
の設定値が最大の場合(パイロット圧が最大)は図3に
示すように、大径端面67bがピストン室64bの側面
64dに当接するまで矢印の方向に押動する。このた
め、スプール61の端部に固設されるスリーブ63の端
面63aとピストン67の端面67cとの間隔は最小の
βとなるので、スプール61は、図1に示す操作部5b
(右旋回側)の第2パイロットポート66bにパイロッ
ト圧が作用しても、ストロークβしか作動できないよう
になっている。なお、モード選択スイッチ16がOFF
の時は、図1に示す電磁式切換弁18はバネに付勢され
てb位置となり、パイロット管路11aとパイロット管
路11bは、同弁18により遮断される。したがって、
図2,図3に示すように、ピストン67は押動されない
ので、スリーブ63の端面63aとパイロット室64a
の側面64cとの間隔はαであり、スプール61は前記
第2パイロットポート66bにパイロット圧が作用する
と、全ストロークα作動できるようになっている。
【0020】次に、図1乃至図3の作動について説明す
る。ブーム操作レバー8を上げ位置に操作すると、パイ
ロットポンプ7からのパイロット圧は、管路10を介し
てブーム用パイロット弁8aの減圧弁8bの入力ポート
と出力ポート間を常時遮断状態に付勢するバネ力に抗し
て、前記減圧弁8bのパイロット管路11を通って前記
第1制御弁2の操作部2a(上げ側)に作用する。これ
により、第1制御弁2は中立位置nからa位置に切換わ
り、油圧ポンプ1の吐出油は管路4から第1制御弁2を
介して管路3Aからて第1アクチュエータ32のボトム
側に流入するので、第1アクチュエータ32は伸長して
図5で説明したブーム31は上げ操作となる。ブーム操
作レバー8を下げ位置に操作すると、パイロットポンプ
7からのパイロット圧は、管路10を介してブーム用パ
イロット弁8aの減圧弁8cの入力ポートと出力ポート
間を常時遮断状態に付勢するバネ力に抗して、前記減圧
弁8cのパイロット管路12を通って前記第1制御弁2
の操作部2b(下げ側)に作用する。これにより、第1
制御弁2は中立位置nからb位置に切換わり、油圧ポン
プ1の吐出油は管路4から分岐する管路4aを通って第
1制御弁2を介して管路3Bから第1アクチュエータ3
2のヘッド側に流入するので、第1アクチュエータ32
は短縮して図5で説明したブーム31は下げ操作とな
る。
【0021】また、旋回操作レバー9のパイロット弁9
aも上記のブーム操作レバー8のパイロット弁8aと同
様になっており、旋回操作レバー9を左旋回位置、ある
いは右旋回位置に操作すると、パイロット圧は、パイロ
ット弁9aの減圧弁9b、あるいは減圧弁9cからパイ
ロット管路13、あるいはパイロット管路14を通っ
て、前記第2制御弁5の操作部5aの第2パイロットポ
ート66a、あるいは操作部5bの第2パイロットポー
ト66bにパイロット圧が作用するようになっている。
これにより、第2制御弁5は中立位置nからa位置、あ
るいはb位置に切換わり、油圧ポンプ1の吐出油は管路
4から第2制御弁5を介して管路6Aから、あるいは管
路4から分岐する管路4aから第2制御弁5を介して管
路6Bからそれぞれ旋回アクチュエータ25のFポー
ト、あるいはRポートに流入するので、旋回アクチュエ
ータ25は左回転あるいは、右回転し、図5で説明した
車体23は左旋回、あるいは右旋回するようになってい
る。
【0022】また、第1アクチュエータ32と旋回アク
チュエータ25を複合操作する時は、先ず、モード選択
スイッチ16をONにし、可変調整器17を所定値に設
定すると、電磁式切換弁18は可変調整器17からの信
号量に応じた量だけ開口する。次に、例えばブーム操作
レバー8を上げ位置に操作すると、第1制御弁2を中立
位置nからa位置に切り換えるパイロット圧は、パイロ
ット管路11から第1制御弁2の操作部2aに作用する
と共に、分岐パイロット管路11aを通って電磁式切換
弁18を介して管路11bから第2制御弁5の操作部5
aの第1パイロットポート65a、および操作部5bの
第2パイロットポート65bに作用する。これにより、
図2に示すように、ピストン67に作用して、ピストン
67はパイロット圧に応じた量だけ矢印の方向に移動す
る。この時、旋回操作レバー9を左旋回位置、あるいは
右旋回位置に操作して、第2制御弁5を中立位置nから
a位置、あるいはb位置に切り換えるために、パイロッ
ト圧をパイロット管路13、あるいは14から第2制御
弁5の操作部5aの第2パイロットポート66a、ある
いは操作部5bの第2パイロットポート66bに作用さ
せると、図2に示すように、既にピストン67は矢印の
方向へ移動しているので、図3に示すように、スリーブ
63の端面63aとピストン67の端面67cとの間隔
はsとなっているので、第1制御弁5のスプール61は
ストロークsだけしか作動できない。ここでsはβ≦s
≦αである。従って、スプール61は(α−s)だけス
トローク規制され、スプール61の開口面積はその分だ
け小さくなり、旋回アクチュエータ25の駆動速度は遅
くなる。なお、スプール61は最大で(α−β)だけス
トローク規制される。
【0023】なお、旋回アクチュエータ25の単独操作
時、あるいはモード選択スイッチ16がOFFの時は、
前記ピストン67は作動しないので、第1制御弁5を中
立位置nからa位置、あるいはb位置に切り換えるため
に、パイロット圧をパイロット管路13、あるいは14
から第2制御弁5の操作部5aの第2パイロットポート
66a、あるいは操作部5bの第2パイロットポート6
6bに作用させると、スプール61は全ストロークα作
動し、スプール61の開口面積が大きくなるので、旋回
アクチュエータ25は所定の駆動速度で作動することが
可能となっている。
【0024】このような第1実施例によれば、第1アク
チュエータ32(ブーム)と第2アクチュエータ25
(旋回)を複合操作する時には、モード選択スイッチ1
6をONすることにより、第2アクチュエータ25への
圧油の供給量を減少させて、作動速度を遅くして、旋回
+ブーム上げの複合操作速度のマッチングが良くなり、
複合操作性が向上するので、各種の作業を行う建設機械
として有用である。
【0025】また、可変調整器17を用いて電磁式切換
弁18の開口量を制御するようにしたので、第2制御弁
5のスプール61のストロークの規制量を任意に調整す
ることができる。これにより、建設機械の各種作業に応
じて、第2制御弁5のスプール61のストロークの規制
量を調整することにより、第1アクチュエータ32の上
げの作動速度と第2アクチュエータ25の作動速度のマ
ッチングが良くなり、複合操作性が向上するので、各種
の作業を行う建設機械として有用である。
【0026】次に、本発明に係る建設機械の制御回路の
第2実施例を図1乃至図3を参照して図4により説明す
る。本実施例は、前記の第1実施例においてモード選択
手段部のみ異なり、他は全く同一であるので、モード選
択手段部を説明する。このモード選択手段は、第1制御
弁2の操作部2a(上げ側)のパイロット圧を検知する
センサ19aと、第2制御弁5の操作部5a(左旋回
側)の第2パイロットポート66a、あるいは操作部5
b(右旋回側)の第2パイロットポート66bのパイロ
ット圧をシャトル弁14aを介して検知するセンサ19
bと、電磁式切換弁18と、可変調整器17と、解除ス
イッチ20と、コントローラ15Aとから構成されてい
る。解除スイッチ20をOFFにし、可変調整器17を
所定値に設定すると、コントローラ15Aは可変調整器
17からの信号量に応じて電磁式切換弁18の開口量を
制御する指令信号を電磁式切換弁18の操作部18aに
出力するように待機する。ここで、ブーム操作レバー8
が上げ位置に操作され、ブーム用パイロット弁8aから
第1制御弁2の操作部2a(上げ側)にパイロット圧が
出力されると、このパイロット圧をセンサ19aが検知
し、かつ、旋回操作レバー9が左旋回位置、あるいは右
旋回位置に操作され、旋回用パイロット弁9aから第2
制御弁5の操作部5a(左旋回側)の第2パイロットポ
ート66a、あるいは操作部5b(右旋回側)の第2パ
イロットポート66bにパイロット圧が出力されると、
シャトル弁4を介してこのパイロット圧をセンサ19b
が検知した時に、コントローラ15Aから電磁式切換弁
18の操作部18aに指令信号が出力されるようになっ
ている。これにより、電磁式切換弁18はa位置に切換
わり開口する。その開口量は前記の可変調整器17から
の信号量によって決められる。電磁式切換弁18がa位
置に切換わり開口すると、第1制御弁2の操作部2a
(上げ側)のパイロット圧はパイロット管路11からパ
イロット管路11aを通って電磁式切換弁18を介して
管路11bを通って第2制御弁5の操作部5a(左旋回
側)の第1パイロットポート65a、および操作部5b
(右旋回側)の第2パイロットポート65bに作用する
ようになっている。これにより、図2に示すように、ピ
ストン67はパイロット圧に応じた量だけ矢印の方向に
押動させて、第2制御弁5のスプール61のストローク
規制を行うようになっている。
【0027】なお、解除スイッチ20をONにすると、
コントローラ15Aから電磁式切換弁18の操作部18
aに指令信号が出力されないので、同弁18はバネによ
り付勢されてb位置となりパイロット管路11aとパイ
ロット管路11bは同弁18により遮断される。したが
って、第2制御弁5のスプール61のストローク規制は
行われないようになっている。
【0028】このような第2実施例によれば、第1アク
チュエータ32と第2アクチュエータ25を複合操作し
た時は、自動的に第2制御弁5のスプール61のストロ
ーク規制が行われ、第1アクチュエータ32と第2アク
チュエータ25の複合操作性が向上し、しかも、解除ス
イッチ20を用いてストローク規制を解除できるように
したので、第2制御弁5のスプール61のストローク規
制が必要でない作業では、各種の作業によって、運転者
の技量により自由に作業ができるので、作業性が向上す
る。また、上記の第1実施例と第2実施例で示したモー
ド選択手段を適宜組み合わせることにより、作業内容に
適した複合操作性を更に向上することができる。
【0029】以上の通り本発明に係る建設機械の制御回
路を油圧ショベルに適用した一例として、ホイスト旋回
(ブーム上げ+車体の旋回)の時に、ブーム上げ時のブ
ーム操作レバーからのパイロット圧を、第2アクチュエ
ータ(旋回)を制御する第2制御弁の操作部に作用させ
て、第2アクチュエータの第2制御弁スプールのストロ
ーク規制を行う。これにより、第2アクチュエータの第
2制御弁のスプール開口面積は、ブーム操作レバーから
のパイロット圧に応じて調整し、負荷圧の低い第2アク
チュエータの速度を遅くするように制御されるので、第
1アクチュエータと第2アクチュエータの複合操作性を
向上させるものである。また、上記の制御を解除させる
機能が追加することにより迅速な作業が必要な時に作業
性が向上する。このように制御される技術を、油圧ショ
ベル以外の複数のアクチュエータを同時に複合操作させ
る制御回路を有する建設機械に適用できることは言うま
でもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る建設機械の制御回路の第1実施例
を示す図である。
【図2】同、第1制御弁の操作部を示す図である。
【図3】同、図2のピストン部の拡大図である。
【図4】本発明に係る建設機械の制御回路の第2実施例
を示す図である。
【図5】油圧ショベルの側面図である。
【図6】従来の油圧ショベルの制御回路の一例を示す図
である。
【図7】従来の油圧ショベルの制御回路の他の例を示す
図である。
【図8】同、アーム用制御弁の操作部を示す図である。
【符号の説明】 1 油圧ポンプ 2 第1制御弁 2a,2b 操作部 3A,3B 管路 4,4a 管路 5 第1制御弁 5a,5b 操作部 6A,6B 管路 7 パイロットポンプ 8 ブーム操作レバー 8a ブーム用パイロット弁 9 旋回操作レバー 9a 旋回用パイロット弁 10〜14 パイロット管路 11a,11b パイロット分岐管路 14a シャトル弁 15,15A コントローラ 16 モード選択スイッチ 17 可変調整器 18 電磁式切換弁 19a,19b センサ 20 解除スイッチ 23 上部旋回体(車体) 25 第2アクチュエータ(旋回) 30 作業機 31 ブーム 32 第1アクチュエータ(ブーム) 60 弁体 61 スプール 62 バネ 63 スリーブ 64 パイロットケース 65a,65b 第1パイロットポート 66a,66b 第2パイロットポート 67 ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 晴茂 大阪府枚方市上野3−1−1 株式会社小 松製作所大阪工場内 (72)発明者 中坊 清和 大阪府枚方市上野3−1−1 株式会社小 松製作所大阪工場内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧ポンプから吐出する圧油を第1アク
    チュエータへ供給する第1制御弁、および、第2アクチ
    ュエータへ供給する第2制御弁と、パイロットポンプか
    ら吐出されるパイロット圧を受けて第1制御弁および第
    2制御弁の操作部に作用させて切換える操作手段とを備
    えた建設機械の制御回路において、 第1アクチュエータ(32)と第2アクチュエータ(25)の複
    合操作時に、第1アクチュエータ(32)の作動速度を、第
    2アクチュエータ(25)の作動速度よりも速くするために
    第2制御弁(5) へ指令を出力するモード選択手段を備え
    たことを特徴とする建設機械の制御回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の建設機械の制御回路おい
    て、前記第1アクチュエータ(32)はブームを駆動するシ
    リンダであり、前記第2アクチュエータ(25)は車体を旋
    回せしめる旋回モータであることを特徴とする建設機械
    の制御回路。
  3. 【請求項3】 請求項1および2記載の建設機械の制御
    回路おいて、前記モード選択手段は、第2アクチュエー
    タ(25)へ圧油を供給する第2制御弁(5) の操作部(5a,5
    b) と接続する電磁式切換弁(18)と、モード選択スイッ
    チ(17)と、モード選択スイッチ(17)からの信号を受けて
    電磁式切換弁(18)へ開位置、あるいは閉位置に制御する
    指令信号を出力するコントローラ(15)とを備えたことを
    特徴とする建設機械の制御回路。
  4. 【請求項4】 第1アクチュエータ(32)と第2アクチュ
    エータ(25)の複合操作時に、第2アクチュエータ(25)を
    遅くするための規制手段は、第2制御弁(5)のスプール
    のストローク規制を可変に調整する可変調整器(16)と、
    可変調整器(16)からの信号に応じて電磁式切換弁(18)の
    開口量を制御する指令信号を出力するコントローラ(15)
    とを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのい
    ずれかに記載の建設機械の制御回路。
  5. 【請求項5】 油圧ポンプから吐出する圧油を第1アク
    チュエータへ供給する第1制御弁、および、第2アクチ
    ュエータへ供給する第2制御弁と、パイロットポンプか
    ら吐出されるパイロット圧を受けて第1制御弁および第
    2制御弁の操作部に作用させて切換える各操作手段とを
    備えた建設機械の制御回路において、 第1アクチュエータ(32)の第1制御弁(2) を切換えるパ
    イロット圧を検知する第1検知手段(19a) と、第2アク
    チュエータ(25)の第2制御弁(5) を切換えるパイロット
    圧を検知する第2検知手段(19b) と、第2アクチュエー
    タ(25)へ圧油を供給する第2制御弁(5) の操作部と接続
    する電磁式切換弁(18)と、第1検知手段(19a) と第2検
    知手段(19b) からの2つの信号が入力された時は、第2
    制御弁(5) のスプールのストロークを規制するように電
    磁式切換弁(18)へ指令出力するコントローラ(15A) とを
    備えたことを特徴とする建設機械の制御回路。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の建設機械の制御回路にお
    いて、前記第2制御弁(5) の操作部(5a,5b) は、第1制
    御弁(2) を切換えるパイロット圧が導入される第1パイ
    ロットポート(65a) と、第2制御弁(5) を切換えるパイ
    ロット圧が導入される第2パイロットポート(66a) とを
    設けたパイロットケース(64)と、このパイロットケース
    (64)内に配設されるとともに、第2制御弁(5) のスプー
    ルの端部に当接し、かつ、第1制御弁(2) からのパイロ
    ット圧により押動するピストン(67)とを有し、第1アク
    チュエータ(32)と第2アクチュエータ(25)の複合操作時
    に、第1制御弁(2) からのパイロット圧によりピストン
    (67)を押動して第2制御弁(5) のスプールのストローク
    規制する構成からなることを特徴とする建設機械の制御
    回路。
  7. 【請求項7】 請求項5および6記載の建設機械の制御
    回路において、第1アクチュエータ(32)と第2アクチュ
    エータ(25)の複合操作時に、第2制御弁(5)のスプール
    のストローク規制を解除する解除手段(20)を備えたこと
    を特徴とする建設機械の制御回路。
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