JPH1182414A

JPH1182414A - 作業機の油圧制御装置

Info

Publication number: JPH1182414A
Application number: JP24934197A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ikari; 政典碇
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】方向制御弁７，８のブリードオフ開口に背圧
を加えることにより、作業機レバー１５，１６の不感域
を少なくすると共に、作動条件により異なる作業機レバ
ー１５，１６の操作量の差を減少させて操作感覚を向上
させ、同時に、作業機の速度、および駆動力を操作レバ
ー１５，１６の操作量で調整し易くする作業機の油圧制
御装置を提供する。【解決手段】ブリードオフ開口とタンクとを接続する
ブリードオフ管路１０に介設され、かつ、ブリードオフ
開口に背圧を付加する背圧絞り弁２１と、背圧絞り弁２
１に制御圧を供給する比例電磁式制御弁２５と、パイロ
ット油圧を検出するパイロット油圧センサー１７ａ，１
７ｂと、パイロット油圧センサー１７ａ，１７ｂからパ
イロット油圧信号を受けて比例電磁式制御弁２５に制御
信号を出力して背圧絞り弁２１を制御するコントローラ
３０とを有する作業機の油圧制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷役車両のような
作業機の油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ポンプからの流量を、方向制御弁の
センタバイパス管路を介してタンクにブリードオフする
ことにより、アクチュエータの速度を制御するブリード
オフ制御は、作業機の油圧制御装置に広く使用されてい
る。ブリードオフ制御の方向制御弁は、アクチュエータ
に接続されたメータイン開口を開き始めるメータイン開
始点から、タンクに接続されたブリードオフ開口を全閉
し、油圧ポンプからの流量を全量アクチュエータに供給
するブリードオフ閉止点まで、スプールストロークに応
じてメータイン開口を増加すると共に、ブリードオフ開
口を減少させる。作業機レバーの操作量に対して一次の
増加関数となるパイロット油圧を、パイロット比例制御
弁から方向制御弁のパイロット部に供給すると、方向制
御弁のスプールはパイロット油圧に応じてストロークす
る。そのため、パイロット油圧に応じてアクチュエータ
に供給される圧油の流量が変化しアクチュエータの速度
が制御される。

【０００３】図９によりブリードオフ制御の方向制御弁
の特性を説明する。横軸に作業機レバーの操作量ＬS を
とると、メータイン開口Ａmiを全閉し、油圧ポンプから
の流量を全量ブリードオフする中立点の操作量Ｏ（以
後、中立点Ｏと記す）から、ブリードオフ開口Ａboを全
閉するブリードオフ閉止点の操作量Ｏbo（以後、ブリー
ドオフ閉止点Ｏboと記す）まで、実線で示すように、方
向制御弁のスプールストロークに応じてメータイン開口
Ａmiを増加すると共に、ブリードオフ開口Ａboを減少さ
せる。パイロット比例制御弁の発生するパイロット油圧
Ｆ0 は、横軸に作業機レバーの操作量ＬS をとり縦軸に
パイロット油圧ｐをとると、メータイン開始点の操作量
Ｏmi（以後、メータイン開始点Ｏmiと記す）時のパイロ
ット油圧ｐmiと、フリードオフ閉止点Ｏboのパイロット
油圧ｐboとを満足し、操作量ＬS に対する一次の増加関
数で示される。

【０００４】このように、パイロット油圧Ｆ0 は、実線
で示すように、操作量ＬS に対して一次の増加関数で示
されるため、方向制御弁のスプールストロークも操作量
ＬSに対して一次の増加関数となり、図９の横軸では操
作量ＬS とスプールストロークとを同一尺度で示してあ
る。そのため、中立点Ｏ、メータイン開始点Ｏmi、ブリ
ードオフ閉止点Ｏbo等は、操作量ＬS とスプールストロ
ークとに共通している。エンジン定格回転数で、積荷時
と空荷時のアクチュエータ流量Ｑ、およびローアイドル
で積荷時と空荷時のアクチュエータ流量Ｑをそれぞれ実
線で示す。また、バケット等の荷役作業機上昇の際に
は、アクチュエータ駆動圧Ｐは、破線で示すように、空
荷時のアクチュエータ起動点ｍ1 のアクチュエータ駆動
圧Ｐ1 と、積荷時のアクチュエータ起動点ｍ2 のアクチ
ュエータ駆動圧Ｐ2 を通るように変化する。

【０００５】（１）ブリードオフ開口Ａboを通過する圧
油の流量をＱ、ブリードオフ開口Ａbo前後の圧力差をΔ
Ｐ、ブリードオフ開口の流量係数をＣとすると、次の関
係式が成立することが知られている。Ｑ＝ＣＡbo√Ｐ・・・・・式エンジンのローアイドル時にエンジン回転数が減少し
て、油圧ポンプの吐出量、即ち、ブリードオフ開口Ａbo
に流入する圧油の流量Ｑが減少する。流量Ｑが減少して
も所定のアクチュエータ駆動圧Ｐ（空荷時はＰ1 、積荷
時はＰ2 ）を保持するには、式から分かるようにブリ
ードオフ開口Ａboを減少させる必要がある。即ち、アク
チュエータ起動点は、空荷時にはエンジン定格回転数の
時のｍ1 からローアイドル時のｎ1 に、積荷時にはエン
ジン定格回転数の時のｍ2 からローアイドル時のｎ2
に、作業機レバーの操作量Ｌｓが増加する。

【０００６】（２）エンジン回転数が一定で、ブリード
オフ開口Ａboを通過する圧油の流量Ｑが一定のとき、作
業機が空荷状態から積荷状態になると、アクチュエータ
が起動するためのアクチュエータ駆動圧Ｐが空荷時のＰ
1 から積荷時のＰ2 まで増加するため、式から分かる
ようにブリードオフ開口Ａboが減少するようにスプール
をストロークさせる必要がある。即ち、アクチュエータ
起動点は、エンジン定格回転数の時には空荷時のｍ1 か
ら積荷時のｍ2 まで、また、ローアイドル時には空荷時
のｎ1 から積荷時のｎ2 まで増加する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

（１）エンジンが定格回転数からローアイドルになり、
エンジン回転数が低下して油圧ポンプの吐出量が減少
し、方向制御弁に流入する圧油の流量Ｑが減少すると、
空荷時のアクチュエータ起動点はｍ1 からｎ1 に、積荷
時のアクチュエータ起動点はｍ2 からｎ2 に作業機レバ
ーの操作量Ｌｓが増加する。また、作業機が空荷状態か
ら積荷状態になり、アクチュエータ駆動圧Ｐが空荷時の
Ｐ1 から積荷時のＰ2 まで増加すると、アクチュエータ
起動点は、エンジン定格回転数の時にはｍ1 からｍ2
に、ローアイドル時にはｎ1 からｎ2 まで増加する。そ
のため、アクチュエータ起動点までの作業機レバーの不
感域が増大する問題がある。（２）下流側のアクチュエータ負荷が上流側のアクチュ
エータ負荷より大きい同時操作時に、両アクチュエータ
負荷の差が大きくなると、油圧ポンプからの圧油量が上
流側のアクチュエータへ殆ど流れ、下流側のアクチュエ
ータの圧油量が不足する。このため、上流側の方向制御
弁のブリードオフ開口を絞ると共に、下流側の方向制御
弁のブリードオフ開口を略全閉まて絞り、かつ、メータ
イン開口を増大させて、下流側のアクチュエータの圧油
量を確保している。従って、下流側の方向制御弁の操作
量が増大するため操作性が低下する問題があった。

【０００８】（３）エンジン回転数により油圧ポンプの
吐出量が変化して、方向制御弁に流入する圧油の流量Ｑ
が変化したり、作業機の作業状態によりアクチュエータ
駆動圧Ｐが変化すると、アクチュエータ起動点は、エン
ジン定格回転数時のｍ1 ，ｍ2、ローアイドル時のｎ1
，ｎ2 と大きく変化するため、オペレータは作業機の
動作を見ながら、エンジン回転数やアクチユエータの負
荷圧によって、作業機レバーの操作を頻繁に補正する必
要があり、操作性を低下させる問題がある。（４）また、アクチュエータ起動点がエンジン定格回転
数時のｍ1 ，ｍ2 、ローアイドル時のｎ1 ，ｎ2 となる
操作量Ｌｓを減少させるために、操作量Ｌｓに対して方
向制御弁のメータイン開口Ａmiの大きさを変えずに、ブ
リードオフ開口Ａboを減少させると、ポンプ吐出量が増
加したときメータイン開口Ａmiからアクチュエータに供
給される流量Ｑが増大し過ぎる問題がある。そのため、
メータイン開口Ａmiとブリードオフ開口Ａboとを減少さ
せると、両開口Ａmi，Ａboにおける圧力損失が増加する
問題がある。

【０００９】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たもので、作業機レバーの操作量に対するパイロット油
圧を調整することにより、作業機レバーの不感域を少な
くすると共に、作動条件により異なる作業機レバーの操
作量の差を減少させて操作感覚を向上させる作業機の油
圧制御装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段、作用および効果】上記の
目的を達成するために、本発明に係る作業機の油圧制御
装置の第１発明は、作業機を駆動するアクチュエータ
と、アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、油
圧ポンプとアクチュエータを接続する管路に介設され、
アクチュエータに接続されたメータイン開口を開き始め
るメータイン開始点から、タンクに接続されたブリード
オフ開口を全閉し、油圧ポンプからの流量を全量アクチ
ュエータに供給するブリードオフ閉止点まで、スプール
のストロークに応じてメータイン開口を増加すると共
に、ブリードオフ開口を減少させる方向制御弁と、作業
機レバーの操作量に応じたパイロット油圧を発生し、こ
のパイロット油圧を方向制御弁のパイロット部に供給す
る比例圧力制御弁とを有する作業機の油圧制御装置にお
いて、ブリードオフ開口とタンクとを接続するブリード
オフ管路に介設され、かつ、ブリードオフ開口に背圧を
付加する背圧絞り弁と、背圧絞り弁に制御圧を供給する
比例電磁式制御弁と、パイロット油圧を検出するパイロ
ット油圧センサーと、パイロット油圧センサーからのパ
イロット油圧信号を受けて比例電磁式制御弁に制御信号
を出力して背圧絞り弁を制御するコントローラとを有す
ることを特徴とする。

【００１１】第１発明によれば、方向制御弁の上流圧
は、ブリードオフ開口による絞り圧と背圧絞り弁による
背圧が加算された圧力となる。そのため、背圧絞り弁が
ないときのブリードオフ開口より、背圧に相当する分だ
け大きいブリードオフ開口（作業機レバーの少ない操作
量）でも方向制御弁に同じ上流圧が発生してアクチュエ
ータの流量が等しくなる。このように、パイロット油圧
に応じた背圧による分だけ、作業機レバーの操作量（メ
ータイン開口量）を減少させて、作業機レバーの不感域
を少なくできる。また、背圧絞り弁による背圧は、背圧
絞り弁の開口を作業機レバーの操作量（メータイン開口
量）に応じて、任意に調整することにより所望の値に設
定できる。従って、アクチュエータ負荷が大きい場合や
油圧ポンプ吐出量が少ない場合程、作業機レバーの操作
量が大きくなるため、作業機レバーの操作量の減少割合
を多く設定すれば、作業機レバーの操作量の差が減少し
て操作感覚を向上できる。さらに、操作レバーの操作量
に対する作業機の速度、および駆動力の変化率を調整で
きることからも操作性を向上できる。

【００１２】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第２
発明は、第１発明において、アクチュエータ負荷圧を検
出する負荷圧センサーと、油圧ポンプの吐出量を検出す
るポンプ吐出量センサーと、方向制御弁入力圧を検出す
る方向制御弁入力圧センサーと、これら各センサーから
信号を入力して、パイロット油圧の増加に応じてブリー
ドオフ開口の背圧を増加させると共に、方向制御弁入口
圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えない
ように、比例電磁式制御弁に制御信号を出力するコント
ローラとを有することを特徴とする。

【００１３】第２発明によれば、コントローラは各セン
サーから信号を入力して、パイロット油圧の増加に応じ
てブリードオフ開口の背圧を増加させると共に、方向制
御弁入口圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を
超えないように、比例電磁式制御弁を介して背圧絞り弁
を制御する。このように、ポンプ吐出量が少ないうち
は、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させ、ポンプ吐出量が多くなっても方向制御
弁入口圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超
えないように背圧絞り弁が制御される。そのため、方向
制御弁入口圧が上昇し過ぎることがなく、また、アクチ
ュエータの速度はポンプ吐出量が多くなっても、作業機
レバーの操作量（メータイン開口量）によって決まるた
め、作業機レバーの操作量に比例したアクチュエータ速
度が得られる。

【００１４】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第３
発明は、第２発明において、複数のアクチュエータと、
最下流の方向制御弁のブリードオフ管路に介設された背
圧絞り弁と、複数のアクチュエータのそれぞれにタンデ
ム回路を構成し、対応する各方向制御弁、比例圧力制御
弁、パイロット油圧センサーおよび負荷圧センサーと、
最上流の方向制御弁の方向制御弁入力圧を検出する方向
制御弁入力圧センサーと、これら各センサーから信号を
入力して、各パイロット油圧検出値の最大値と各負荷圧
検出値の最大値とを求めた後、比例電磁式制御弁に出力
する制御信号を演算するコントローラを有することを特
徴とする。

【００１５】第３発明によれば、複数のアクチュエータ
のうち、任意のアクチュエータを対応する方向制御弁で
制御するとき、コントローラは、操作されている比例圧
力制御弁のパイロット油圧を選択して、パイロット油圧
の増加に応じてブリードオフ開口の背圧を増加させると
共に、最上流の方向制御弁入口圧と、操作されているア
クチュエータ負荷圧とを選択して、方向制御弁入口圧と
アクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えないよう
に、比例電磁式制御弁を介して背圧絞り弁を制御する。
従って、各アクチュエータ負荷圧に差があっても、最大
負荷圧を補償するように背圧絞り弁を制御し、方向制御
弁の入口圧が昇圧されるため、最大負荷のアクチュエー
タが下流側の場合でも、上流側の優先性を損なうことな
く下流側の操作性が向上できる。

【００１６】特に、下流側のアクチュエータ負荷が上流
側のアクチュエータ負荷より大きい同時操作時において
も、下流側のアクチュエータ負荷がさらに増加すると、
背圧絞り弁によりアクチュエータ負荷と方向制御弁の入
口圧との差圧が一定になるように方向制御弁の入口圧が
昇圧されて、アクチュエータに圧油が供給される。従っ
て、単独操作時の場合と同様にして、ブリードオフ開口
に背圧を作用させると方向制御弁の操作量が増大するこ
とがないため、タンデム回路による上流側のアクチュエ
ータの優先性を損なうことなく、下流側のアクチュエー
タの操作性も向上できる。

【００１７】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第４
発明は、第１，２，３発明における背圧絞り弁に代え
て、背圧リリーフ弁を設けることを特徴とする。

【００１８】第４発明によれば、背圧リリーフ弁により
発生するブリートオフ開口の背圧は、背圧リリーフ弁を
通過する流量によって変化することなく、パイロット油
圧に応じて設定されるため、正確、かつ、安定した値に
制御される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る作業機の油圧
制御装置の各実施例について、図１〜図８の図面を参照
して詳述する。

【００２０】図１により、本発明に係る作業機の油圧制
御装置に関する第１実施例について説明する。図２にお
いて、前方車体１にはブーム２がブームシリンダ３によ
り回動自在に装着されている。また、ブーム２にはバケ
ット６がバケットリンク４を介してバケットシリンダ５
により回動自在に装着されている。図１において、エン
ジン１３により駆動される油圧ポンプ９と作業機（ブー
ム２とバケット６）を駆動するアクチュエータ（ブーム
シリンダ３とバケットシリンダ６）を接続する管路に
は、図４以降で詳述する方向制御弁（タンデム回路で接
続された第１方向制御弁７と第２方向制御弁８）が介設
される。

【００２１】下流の方向制御弁７，８のブリードオフ開
口とタンクとを接続するブリードオフ管路１０には背圧
絞り弁２１が配設される。作業機レバー（ブームレバー
１５とバケットレバー１６）の操作量Ｌｓに応じて、比
例圧力制御弁１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが発生す
るパイロット油圧は、方向制御弁７，８のパイロット部
に作用する。油圧ポンプの吐出量はポンプ吐出量センサ
ー１４で検出され、比例圧力制御弁１５ｂ，１６ｂが発
生するパイロット油圧はパイロット油圧センサー１７
ａ，１７ｂで検出され、アクチュエータ３，６のアクチ
ュエータ負荷圧は負荷圧センサー１８ａ，１８ｂで検出
され、最上流の方向制御弁入口圧は方向制御弁入口圧セ
ンサー２４で検出されて、それぞれ図３に詳細を示すコ
ントローラ３０に出力される。比例電磁式制御弁２５は
コントローラ３０から入力した制御信号に基づいて発生
した制御圧を背圧絞り弁２１に供給する。本実施例はブ
ーム２の上昇時とバケット６のチルト時のみに本発明に
係る作業機の制御装置を適用する。

【００２２】図１の構成によれば次のように作用する。
作業機レバー１５，１６の操作量Ｌｓに応じて、比例圧
力制御弁１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが発生するパ
イロット油圧により、方向制御弁７，８のスプールスト
ロークを制御する。そのため、油圧ポンプ９から吐出さ
れた圧油は作業機レバー１５，１６の操作量Ｌｓに応じ
て、アクチュエータ３，５に供給され、作業機２，６の
速度が制御される。各センサー１４，１７ａ，１７ｂ，
１８ａ，１８ｂ，２４の検出値が図３に詳細を示すコン
トローラ３０に入力すると、コントローラ３０は、パイ
ロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の背圧を増
加させると共に、方向制御弁入口圧とアクチュエータ負
荷圧との差圧が一定値を超えないような制御信号を演算
する。比例電磁式制御弁２５はコントローラ３０からの
制御信号に基づいて背圧絞り弁２１を制御する。

【００２３】図３により、コントローラ３０の作用につ
いて詳述する。（１）パイロット油圧センサー１７ａ，
１７ｂからパイロット油圧信号を入力すると、第１判断
回路３１で大きい方のパイロット油圧信号を選択して、
絞り信号発生回路３３に出力する。（２）ポンプ吐出量
センサー１４で検出されたポンプ吐出量信号を入力する
と、背圧特性設定回路３２で背圧絞り弁２１または背圧
リリーフ弁２３の背圧特性（作業機レバー１５，１６の
操作量Ｌｓに対する背圧絞り弁２１の開口、または背圧
リリーフ弁のリリーフ圧）が設定され、背圧特性信号を
絞り信号発生回路３３に出力する。（３）絞り信号発生
回路３３は、第１判断回路３１からのパイロット油圧信
号と、背圧特性設定回路３２からの背圧特性信号とによ
り、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させる制御信号を演算して、第３判断回路３
４に出力する。（４）負荷圧センサー１８ａ，１８ｂか
らアクチュエータ負荷圧信号を入力すると、第２判断回
路３５で大きい方のアクチュエータ負荷圧信号を選択し
て、差圧演算回路３６に出力する。

【００２４】（５）方向制御弁入口圧センサー２４から
方向制御弁入口圧信号を入力すると、差圧演算回路３６
では、第２判断回路３５から入力したアクチュエータ負
荷圧信号との差圧を演算して、差圧演算値を最大差圧信
号発生回路３７に出力する。（６）最大差圧信号発生回
路３７では差圧演算値を、予め設定されている最大差圧
値と比較して、差圧演算値が最大差圧値に達したときの
み、最大絞り信号発生回路３８に最大差圧信号を出力す
る。（７）最大絞り信号発生回路３８では最大差圧信号
に応じた最大絞り信号を第３判断回路３４に出力する。
（８）第３判断回路３４では、最大絞り信号が発生した
時に絞り信号発生回路３３から入力した制御信号から最
大絞り信号を差し引いて、方向制御弁入口圧とアクチュ
エータ負荷圧との差圧が一定値を超えないように、比例
電磁式制御弁２５への出力を減少させる。

【００２５】ポンプ吐出量が少なく、アクチュエータ
３，５に供給される流量が少ないうちは、方向制御弁入
口圧とアクチュエータ負荷圧の差圧が一定値に達しない
ため、ブリードオフ開口の背圧はパイロット油圧信号に
応じて背圧絞り弁２１により制御される。このとき、作
動中の方向制御弁７，８の上流圧は、ブリードオフ開口
による絞り圧と背圧絞り弁２１による背圧が加算された
圧力となる。そのため、背圧絞り弁２１がないときの作
業機レバー１５，１６の操作量（以後、基準操作量とい
う）におけるブリードオフ開口より、背圧に相当する開
口分だけ大きいブリードオフ開口、即ち、作業機レバー
１５，１６の少ない操作量（以後、設定操作量という）
でも、方向制御弁７，８に同じ上流圧が発生してアクチ
ュエータ流量が等しくなる。

【００２６】ポンプ吐出量が増加してアクチュエータ
３，５に供給される流量が多くなると、方向制御弁入口
圧とアクチュエータ負荷圧との差圧が一定値を超えない
ように、背圧絞り弁２１により、パイロット圧信号に優
先してブリードオフ開口の背圧を制御する。そのため、
アクチュエータ３，５の速度も作業機レバー１５，１６
の操作量（メータイン開口量）に応じて増加すると共
に、ブリードオフ開口の背圧が上昇し過ぎることがなく
なり、方向制御弁入口圧が過大になることが確実に防止
される。一般に、絞りの通過流量Ｑ、流量係数Ｃ、絞り
面積Ａ、差圧Ｐとしたとき、Ｑ＝ＣＡ√Ｐとなる式から
分かるように、方向制御弁入口圧とアクチュエータ負荷
圧との差圧Ｐが一定であるとＱはＡに比例する。よっ
て、メータイン差圧が設定値を越えると、作業機レバー
１５，１６の操作量（メータイン開口量）に比例して、
アクチュエータ３，５に供給される流量Ｑが制御され
る。従って、ポンプ吐出量が増加した場合でも背圧の必
要以上の上昇が防止され、方向制御弁の圧力損失を少な
くできる。

【００２７】図４により、第１実施例におけるエンジン
定格回転数の時の作用を説明する。方向制御弁７，８
は、アクチュエータ３，５に接続されたメータイン開口
Ａmiを開き始めるメータイン開始点Ｏmiから、タンクに
接続されたブリードオフ開口Ａboを全閉し、油圧ポンプ
９からの流量を全量アクチュエータ３，５に供給するブ
リードオフ閉止点Ｏboまで、二点鎖線で示すように、ス
プールストロークに応じてメータイン開口Ａmiを増加す
ると共に、ブリードオフ開口Ａboを減少させる。このよ
うな方向制御弁７，８において、アクチュエータ起動点
となる作業機レバー１５，１６の操作量は、空荷時では
ｍ1 （以後、アクチュエータ起動点ｍ1 と記す）とな
り、積荷時ではｍ2 （以後、アクチュエータ起動点ｍ2
と記す）となる。

【００２８】ブリードオフ開口Ａboとこれにシリーズに
接続された背圧絞り弁開口Ａbpとの合計ブリードオフ開
口ＡBOは、一般に知られた式１／ＡBO²＝１／Ａbo²＋
１／Ａbp²を変形して、ＡBO＝Ａbo・Ａbp／√（Ａbo²
＋Ａbp²）により求まる。このように、ブリードオフ開
口Ａboと合計ブリードオフ開口ＡBOとから、空荷時のア
クチュエータ起動点ｍ1 、積荷時のアクチュエータ起動
点ｍ2 におけるブリードオフ開口Ａboと、同一の合計ブ
リードオフ開口ＡBOとなる作業機レバー１５，１６の操
作量、即ち、空荷時のアクチュエータ起動点ｍ1aと、積
荷時のアクチュエータ起動点ｍ2aを求めることができ
る。アクチュエータ駆動圧Ｐは、空荷時のアクチュエー
タ起動点ｍ1aにおけるＰ1 と、積荷時のアクチュエータ
起動点ｍ2aにおけるＰ2 とを通る破線で示すように変化
する。このアクチュエータ駆動圧Ｐから背圧絞り弁２１
のパイロット油圧制御のみのときに比べて、背圧絞り弁
２１の最大絞り制御ではアクチュエータ駆動圧の上昇が
緩慢であることが分かる。また、ブリードオフ開口Ａbo
によるアクチュエータ流量Ｑは二点鎖線で示し、合計ブ
リードオフ開口ＡBOによるアクチュエータ流量Ｑは実線
で示す。

【００２９】図５により、第１実施例におけるローアイ
ドル時の作用を説明する。方向制御弁７，８について
は、図３と同様であるため説明を省略する。このような
方向制御弁７，８において、アクチュエータ起動点とな
る作業機レバー１５，１６の操作量は、空荷時ではｎ1
（以後、アクチュエータ起動点ｎ1 と記す）となり、積
荷時ではｎ2 （以後、アクチュエータ起動点ｎ2 と記
す）となる。

【００３０】図４と同様に、ブリードオフ開口Ａboと合
計ブリードオフ開口ＡBOとから、空荷時のアクチュエー
タ起動点ｎ1 、積荷時のアクチュエータ起動点ｎ2 にお
けるブリードオフ開口Ａboと、同一の合計ブリードオフ
開口ＡBOとなる作業機レバー１５，１６の操作量、即
ち、空荷時のアクチュエータ起動点ｎ1aと、積荷時のア
クチュエータ起動点ｎ2aとを求めることができる。ま
た、アクチュエータ駆動圧Ｐはパイロット油圧制御のみ
と差がない。ブリードオフ開口Ａboによるアクチュエー
タ流量Ｑは二点鎖線で示し、合計ブリードオフ開口ＡBO
によるアクチュエータ流量Ｑは実線で示す。

【００３１】以上、図４，５で説明したように、ブリー
ドオフ開口Ａboによるエンジン定格回転数の時のアクチ
ュエータ起動点ｍ1 ，ｍ2 と、ローアイドル時のアクチ
ュエータ起動点ｎ1 ，ｎ2 を、それぞれ、合計ブリード
オフ開口ＡBOによるエンジン定格回転数の時のアクチュ
エータ起動点ｍ1a，ｍ2aと、ローアイドル時のアクチュ
エータ起動点ｎ1a，ｎ2aまで、メータイン開始点Ｏmi方
向に、それぞれ、（ｍ1 −ｍ1a）、（ｍ2 −ｍ2a）、
（ｎ1 −ｎ1a）、（ｎ2 −ｎ2a）だけ移動させて、作業
機操作レバー１５，１６を操作し始めてからアクチュエ
ータ３，５が動き始めるまでの不感域を減少させること
ができる。また、作業機操作レバー１５，１６の操作量
に対する合計ブリードオフ開口ＡBOは、任意に設定でき
るため、（ｍ1 −ｍ1a）≦（ｍ2 −ｍ2a）（ｎ1 −ｎ1
a）≦（ｎ2 −ｎ2a）で、しかも、（ｎ1a−ｍ2a）≦
（ｎ1 −ｍ2 ）となるように設定される。即ち、エンジ
ン定格回転数時で積荷時のアクチュエータ起動点ｍ2aと
空荷時のアクチュエータ起動点ｍ1aとの差、ローアイド
ル時で積荷時のアクチュエータ起動点ｎ2aと空荷時のア
クチュエータ起動点ｎ1aとの差、および、ローアイドル
時で空荷時のアクチュエータ起動点ｎ1aとエンジン定格
回転数時で積荷時のアクチュエータ起動点ｍ2aとの差が
共に減少するため、アクチュエータ負荷や油圧ポンプ吐
出量により相違する、作業機レバーの操作量の差が減少
して操作感覚が向上する。さらに、操作レバー１５，１
６の操作量Ｌｓに対する作業機速度の変化率も減少する
ため微操作性が向上すると共に、アクチュエータ起動点
の駆動圧Ｐを作業機操作レバー１５，１６の操作量Ｌｓ
の変化域により関知できるため、アクチュエータ負荷に
対する操作感覚が向上する。

【００３２】図６により、本発明に係る作業機の油圧制
御装置に関する第２実施例について説明する。第２実施
例では第１実施例の背圧絞り弁２１に代えて背圧リリー
フ弁２３とし、制御圧を比例圧力制御弁１５ｂ，１６ｂ
のパイロット油圧とする以外は第１実施例と同じである
ため、同様な部位には同一符号を付して共通する部分に
ついては説明を省略する。図１の背圧絞り弁２１はパイ
ロット油圧により背圧絞り弁２１の開口を制御している
のに対し、背圧リリーフ弁２３はパイロット油圧により
背圧を制御している。従って、背圧絞り弁２１では、同
一パイロット油圧であっても流量が変化すると絞り圧が
変化するが、背圧リリーフ弁２３ではパイロット油圧が
変化しなれば、流量が変化しても絞り圧が変化しない点
が大きく異なる。

【００３３】図７により、第２実施例におけるエンジン
定格回転数の時の作用を説明する。ブリードオフ開口Ａ
boのアクチュエータ起動点ｍ1 ，ｍ2 については図３と
同様である。ブリードオフ開口Ａboによるアクチュエー
タ流量Ｑは二点鎖線で示し、背圧リリーフ弁２３による
背圧を加算したブリードオフ開口Ａboによるアクチュエ
ータ流量Ｑは実線で示す。アクチュエータ駆動圧Ｐは、
空荷時のＰ1 と積荷時のＰ2 を通る破線で示すように変
化する。アクチュエータ起動点ｍ1 より所定量減少させ
た作業機レバー１５，１６の操作量ｍ1aのときは、アク
チュエータ駆動圧Ｐに、背圧リリーフ弁２３が発生する
背圧が発生する背圧ＰR1を加算した合計駆動圧が空荷時
のアクチュエータ駆動圧Ｐ1 となる。言い換えれば、こ
のようなｍ1aが空荷時のアクチュエータ起動点となるよ
うに、背圧リリーフ弁２３の発生背圧を決める。また、
アクチュエータ起動点ｍ2 より所定量減少させた作業機
レバー１５，１６の操作量ｍ2aのときは、アクチュエー
タ駆動圧Ｐに、背圧リリーフ弁２３が発生する背圧ＰR2
を加算した合計駆動圧が積荷時のアクチュエータ駆動圧
Ｐ2 となる。言い換えれば、このようなｍ2aが積荷時の
アクチュエータ起動点となるように、背圧リリーフ弁２
３の発生背圧を決める。

【００３４】図８により、第２実施例におけるローアイ
ドル時の作用を説明する。ブリードオフ開口Ａboのアク
チュエータ起動点ｎ1 ，ｎ2 については図４と同様であ
る。ブリードオフ開口Ａboによるアクチュエータ流量Ｑ
は二点鎖線で示し、背圧リリーフ弁２３による背圧を加
算したブリードオフ開口Ａboによるアクチュエータ流量
Ｑは実線で示す。アクチュエータ駆動圧は、空荷時のＰ
1 と積荷時のＰ2 を通る破線で示すように変化する。ア
クチュエータ起動点ｎ1 より所定量減少させた作業機レ
バー１５，１６の設定操作量ｎ1aのときは、背圧リリー
フ弁２３が発生する背圧に、アクチュエータ駆動圧Ｐn1
a が加算されて、空荷時のアクチュエータ駆動圧Ｐ1 と
なる。言い換えれば、このようなｎ1aが空荷時のアクチ
ュエータ起動点となるように、背圧リリーフ弁２３の発
生背圧を決める。また、アクチュエータ起動点ｎ2 より
所定量減少させた作業機レバー１５，１６の設定操作量
ｎ2aのときは、背圧リリーフ弁２３が発生する背圧に、
アクチュエータ駆動圧Ｐn2a が加算されて、積荷時のア
クチュエータ駆動圧Ｐ2 となる。言い換えれば、このよ
うなｎ2aが積荷時のアクチュエータ起動点となるよう
に、背圧リリーフ弁２３の発生背圧を決める。

【００３５】以上、図７，８で説明したように、ブリー
ドオフ開口Ａboによるエンジン定格回転数の時のアクチ
ュエータ起動点ｍ1 ，ｍ2 と、ローアイドル時のアクチ
ュエータ起動点ｎ1 ，ｎ2 とを、背圧リリーフ弁２３に
よる背圧を加算したブリードオフ開口Ａboによるエンジ
ン定格回転数の時のアクチュエータ起動点ｍ1a，ｍ2a
と、ローアイドル時のアクチュエータ起動点ｎ1a，ｎ2a
までメータイン開始点Ｏmi方向に、それぞれ、（ｍ1 −
ｍ1a）、（ｍ2 −ｍ2a）、（ｎ1 −ｎ1a）、（ｎ2 −ｎ
2a）だけ移動させて、作業機操作レバー１５，１６を操
作し始めてからアクチュエータ３，５が動き始めるまで
の不感域を減少させることができる。また、作業機操作
レバー１５，１６の操作量に対して、背圧リリーフ弁２
３による背圧を任意に設定できるため、（ｍ1 −ｍ1a）
≦（ｍ2 −ｍ2a）（ｎ1 −ｎ1a）≦（ｎ2 −ｎ2a）で、
しかも、（ｎ1a−ｍ2a）≦（ｎ1 −ｍ2 ）となるように
設定される。即ち、エンジン定格回転数で積荷時のアク
チュエータ起動点ｍ2aと空荷時のアクチュエータ起動点
ｍ1aとの差、ローアイドルで積荷時のアクチュエータ起
動点ｎ2aと空荷時のアクチュエータ起動点ｎ1aとの差、
およびローアイドルで空荷時のアクチュエータ起動点ｎ
1aとエンジン定格回転数で積荷時のアクチュエータ起動
点ｍ2aとの差が共に減少するため、アクチュエータ負荷
や油圧ポンプ吐出量により相違する、作業機レバーの操
作量の差が減少して操作感覚が向上する。なお、微操作
性の向上およびアクチュエータ負荷に対する操作感覚の
向上については第１実施例と同様である。

【００３６】なお、第１、２実施例では、複数のアクチ
ュエータの制御について説明したが、一つのアクチュエ
ータを制御するときはコントローラ３０の第１判断回路
３１と第２判断回路３５が省略できることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第１実施
例を示す油圧回路図である。

【図２】本発明に係る作業機の油圧制御装置を搭載した
荷役車両の前部側面図である。

【図３】図１に示すコントロラの詳細を示す図である。

【図４】図１のエンジン定格回転数の時の作用説明図で
ある。

【図５】図１のローアイドル時の作用説明図である。

【図６】本発明に係る作業機の油圧制御装置の第２実施
例を示す油圧回路図である。

【図７】図５のエンジン定格回転数の時の作用説明図で
ある。

【図８】図５のローアイドル時の作用説明図である。

【図９】従来技術における作業機の油圧制御装置の作用
説明図である。

【符号の説明】

１車体２ブーム３ブームシリンダ４バケットリンク５バケットシリンダ６バケット７第１方向制御弁８第２方向制御弁９油圧ポンプ１０ブリードオフ管路１１パイロットポンプ１２リリーフ弁１３エンジン１４ポンプ吐出量センサー１５ブームレバー１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ比例圧力制御弁１６バケットレバー１７ａ，１７ｂパイロット油圧センサー１８ａ，１８ｂ負荷圧センサー２１背圧絞り弁２３背圧リリーフ弁２４方向制御弁入力圧センサー２５比例電磁式制御弁３０コントローラ３１第１判断回路３２背圧特性設定回路３３絞り信号発生回路３４第３判断回路３５第２判断回路３６差圧演算回路３７最大差圧信号発生回路３８最大絞り信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機を駆動するアクチュエータと、ア
クチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧ポン
プとアクチュエータを接続する管路に介設され、アクチ
ュエータに接続されたメータイン開口を開き始めるメー
タイン開始点から、タンクに接続されたブリードオフ開
口を全閉し、油圧ポンプからの流量を全量アクチュエー
タに供給するブリードオフ閉止点まで、スプールのスト
ロークに応じてメータイン開口を増加すると共に、ブリ
ードオフ開口を減少させる方向制御弁と、作業機レバー
の操作量に応じたパイロット油圧を発生し、このパイロ
ット油圧を方向制御弁のパイロット部に供給する比例圧
力制御弁とを有する作業機の油圧制御装置において、ブリードオフ開口とタンクとを接続するブリードオフ管
路に介設され、かつ、ブリードオフ開口に背圧を付加す
る背圧絞り弁と、背圧絞り弁に制御圧を供給する比例電
磁式制御弁と、パイロット油圧を検出するパイロット油
圧センサーと、パイロット油圧センサーからのパイロッ
ト油圧信号を受けて比例電磁式制御弁に制御信号を出力
して背圧絞り弁を制御するコントローラとを有すること
を特徴とする作業機の油圧制御装置。
【請求項２】アクチュエータ負荷圧を検出する負荷圧
センサーと、油圧ポンプの吐出量を検出するポンプ吐出
量センサーと、方向制御弁入力圧を検出する方向制御弁
入力圧センサーと、これら各センサーから信号を入力し
て、パイロット油圧の増加に応じてブリードオフ開口の
背圧を増加させると共に、方向制御弁入口圧とアクチュ
エータ負荷圧との差圧が一定値を超えないように、比例
電磁式制御弁に制御信号を出力するコントローラとを有
することを特徴とする請求項１記載の作業機の油圧制御
装置。
【請求項３】複数のアクチュエータと、最下流の方向
制御弁のブリードオフ管路に介設された背圧絞り弁と、
複数のアクチュエータのそれぞれにタンデム回路を構成
し、対応する各方向制御弁、比例圧力制御弁、パイロッ
ト油圧センサーおよび負荷圧センサーと、最上流の方向
制御弁の方向制御弁入力圧を検出する方向制御弁入力圧
センサーと、これら各センサーから信号を入力して、各
パイロット油圧検出値の最大値と各負荷圧検出値の最大
値とを求めた後、比例電磁式制御弁に出力する制御信号
を演算するコントローラを有することを特徴とする請求
項２記載の作業機の油圧制御装置。
【請求項４】請求項１，２，３記載の作業機の油圧制
御装置における背圧絞り弁に代えて、背圧リリーフ弁を
設けることを特徴とする作業機の油圧制御装置。