JPS5968445A - 掘削機の油圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、パワーシロベル等において、掘削途中でバ
ラケト等に微小振動を与え、その掘削をスムーズにさせ
る掘削機の制御方法に関する。　−（従来の制御方法） 第１図に示す従来の制御回路は、方向Ｍ御弁Ｉの下流側
に加振用バルブ２を設けるとともに、パケット等の掘削
部を駆動させるシリンダ３のビスｉ・ンロッド４にスト
ローク検知用の突部５を設けている。

そして上記突部５の移動軌跡内にマイクロ切換バルブ６
．７を設けるとともに、このマイクロ切換バルブ６．７
は上記突部５が当接したときに切換わり、ポンプ８の圧
油を前記加振用バルブ２に作用させてシリンダ３すなわ
ち上記パケット等を振動させる。

上記のようにした従来の回路形式では、シリンダ３があ
る特定のストロークに達すると、自動的に当該シリンダ
３を加振させてしまう。

つまり当該パケット等を加振させるストローク位置が常
に特定されてしまい、そのために任意の位置で上記パケ
ット等を加振させることができなかった。

しかも上記した加振用バルブ２やマイクロ切換バルブ６
．７を必要とするなど、その経済性にも問題があった。

（本発明の目的） この発明は、その掘削抵抗が大きくなったとき、パケッ
ト等の掘削部を自動的に微小振動させ、しかもそのため
に加振用バルブやマイクロ切換バルブを必要としない油
圧制御方法の提供を目的にする。

（本発明の実施例） 図面はパワーショベルについての実施例で、第２．３図
に示した第１実施例は、パケットを駆動させるシリンダ
ｌＯと、このシリンダを制御する方向制御弁１１と、こ
の方向制御弁１１に対するパイロット通路１２．１３の
いずれかを選択する２位置のソレノイドバルブ１４と、
このソレノイドバルブ１４の上流側に設けた比例制御弁
１５とを備えている。

上記方向制御弁１１は図示の中立位置において、ポンプ
１６からの油を中立流路１７を経由してそのままタンク
１８に戻す。そして図面の左側位置に切換わったときシ
リンダＩＯを伸長させ、右側位置に切換わったときにシ
リンダ１０を収縮させる関係にしている。

また上記ソレノイドバルブ１４は、非励磁の状態のとき
に図示の位置に保持され、連通路１８を介して一方のパ
イロット通路１２を前記比例制御弁１５に連通させると
ともに、他方のパイロット通路１３をタンク２０に連通
させる。そしてソレノイドバルブ１４が励磁すると、こ
ん度は逆に他方のパイロット通路１３が比例制御弁に連
通し、一方のパイロット通路１２が上記タンク２０に連
通ずる構成にしている。

さらに前記比例制御弁１５は、後記する電気信号に比例
して駆動するが、図示の状態においては、上記連通路１
８をタンク２１に連通させる一方、上記信号に応じて切
換わったとき補助ポンプ２２と連通路１８とを連通させ
る構成にしている。

したがって上記ソレノイドバルブをオン、オフ制御する
ことによって、方向制御弁１１が左右いずれかに切換わ
り、シリンダ１０を伸長させたり収縮させたりする。

また上記比例制御弁１５は、上記電気信号に応じてその
開度が決まるが、その開度に応じて補助ポンプ２２から
のパイロット圧を調整する。そしてこの比例制御弁１５
によって決められたパイロット圧に応じて上記方向制御
弁１１の開度が決まり、上記シリンダ１０への供給流量
が調整できるので、そのスピードを制御できる。

上記のようにした油圧回路を制御するのが次に説明する
電気的な回路である。

すなわちオペレータが入力部２３を直接操作すると、そ
の入力部２３から方向信号と速度信号とが発信される。

上記速度信号は前記比例制御弁１５に接続した第１駆動
部２４に直接入力され、この速度信号に応じて上記比例
制御弁１５の開度を定め、当該シリンダ１０の速度を制
御する。

また上記方向信号は、方向制御部２５から出力され第１
ゲート回路２６→オア回路２７→第２駆動部２８を経由
して前記ソレノイドバルブ１４に伝達される。

したがってソレノイドバルブ１４は上記方向信号に応じ
てオン、オフ制御され、当該シリンダ１０を伸長させる
かあるいは収縮させる。

上記のように方向制御部２５から出力される信号は、第
２ゲート回路２８にも伝達されるが、この第２ゲート回
路２８には往復動制御スイッチ３ｏ、ストローク検知部
３１及び速度検知部３２が接続されている。

そして上記往復動制御スイッチ３０を閉じた状態で、し
かも方向制御部２５からの伸長信号と、当該シリンダ１
０がストロークエンドにないというストローク検知部３
１からの信号と、当該シリンダ１０の速度がゼロである
という速度検知部３２からの信号とが同時に発信された
とき、上記第２ゲート回路２９が開くようにして゛いる
。

上記第２ゲート回路２９が開いたときの出力信号は、反
転部３３と第３ゲート回路３４とに入力するが、このよ
うに反転部３３に第２ゲート回路２８からの信号が入力
すると、前記第１ゲート回路２Ｇを閉じて方向制御部２
５からの方向信号をオア回路２７に伝達しないようにす
る。

そして上記第３ゲート回路３４には、掘削信号を常時発
信している掘削振動発信器３５が接続されているが、上
記のように第２ゲート回路２Ｓからの信号がこの第３ゲ
ート回路３４に入力すると、この第３ゲート回路３４が
開いて上記掘削振動発信器３５からの掘削信号を、オア
回路２７を経由して第２駆動部２８に伝達する。

このように掘削振動発信器３５からの掘削信号が第２駆
動部２８から出力されると、前記ソレノイドバルブ１４
は上記掘削信号に応じて短時間にオン、オフをくり返し
、当該シリンダ１０を微小振動させる。

しかして掘削途中に掘削抵抗が大きくなって掘削ができ
なくなったときには、上記のように掘削途中ということ
で、ストロークエンドでないという信号をストローク検
知部３工が出力するとともに、掘削できなくなったこと
によってシリンダ１０の速度がゼロになるが、その速・
度ゼロを速度検知部３２が検知してその旨の信号を速度
検知部３２が出力する。

ストローク検知部３１と速度検知部３２とから上記のよ
うな信号が出力されると、前記した第２ゲート回路２９
の作用で第３ゲート回路３４が開き、掘削振動発信器３
５からの掘削信号が第２駆動部２８から出力される。

このように第２駆動部２８から掘削信号が出力されると
、前記ソレノイドバルブ１４が短時間に切換わっで当該
シリンダ１０を微小振動させ、その掘削をスムーズにす
る。

そして上記各信号の相関関係を示したのが、第３図であ
る。

第４図に示した第２実施例は、その油圧回路を上記第１
実施例と同様にし、この油圧回路を制御する電気回路を
第１実施例と相違させたものである。

すなわち第２実施例において、その入力部３θを操作す
ると、その入力部３６から方向信号と速度信号とが出力
される。

そして上記方向信号は、方向制御部３７に入力するとと
もに、この方向制御部３７を経由して第２駆動部３８に
伝達され、この方向信号に応じてソレノイドバルブ１４
をオン、オフさせ、当該シリンダ１０を伸長させたり、
収縮させたりする。

また上記速度信号は、加算部３９及び第１駆動部４０を
経由してそのまま比例制御弁１５に伝達され、当該速度
信号に応じて比例制御弁１５の開度を定め、前記シリン
ダ１０の伸縮速度を制御する。

さらに上記加算部３９にはゲート回路４１が接続されて
いるが、このゲート回路４１には、方向制御部３７、往
復動制御スイッチ４２、ストローク検知部４３及び速度
検知部４４が接続されるとともに、掘削信号を常時発信
している掘削振動発信器４５をも接続している。

このようにした制御回路は、上記往復動制御スイッチ４
２を閉じた状態で、方向制御部３７かもの伸長信号がゲ
ート回路４１に入力するとともに、ストローク検知部４
３及び速度検知部４４からの信号が同時に入力すると、
上記ゲート回路４１が開くようにしている。

このようにしてゲート回路４１が開くと上記掘削振動発
信器４５からの掘削信号が加算部３９に入力される。

そして上記掘削振動発信器４５からの掘削信号は、当該
シリンダ１０の速度を間欠的に変化させるためのもで、
この信号が加算部３８に入力されると、前記入力部３Ｃ
からの速度信号とが加算され、その加算された信号が第
１駆動部４０から出力される。

なお」二記ストローク検知部４３及び速度検知部４４は
前記第１実施例と全く同様にして、シリンダ１０のスト
ロークと速度とを検知し、所定の信号を出力する。

しかして第１実施例と同様に、掘削抵抗が大きくなって
シリンダ１０が停止すると、ゲート回路４１が開いて掘
削振動発信器４５からの掘削信号を加算部３９に入力す
る。

したがって前記比例制御弁１５は上記掘削信号に応じて
その速度を間欠的に変化させるが、このようにシリンダ
１０の速度が間欠的に変化するということは、実質的に
は当該パケットが加振しているのと同様になる。

当該パケットが掘削途中で加振すれば、その掘削抵抗が
大きい場合にも、スムーズな掘削が可能になる。

なおこの第２実施例において、上記ソレノイドバルブ１
４は必ずしも図示した構成のものでなくてもよく、例え
ば後記する第５図に示した第３実旌例のソレノイドバル
ブ６４を用いてもよい。

第５．６図に示した＄３実施例はそのソレノイドバルブ
６４をセンターオープンにしたもので、その他は前記第
１実施例と同様にするとともに、その電気回路を相違さ
せたものである。

すなわち入力部４Ｂを操作すると、その入力部４６から
速度信号と方向信号とが出力されるが、上記速度信号は
そのまま比例制御弁１５に入力し、当該シリンダｌＯの
伸縮速度を上記速度信号に応じて制御する。

また上記方向信号は、方向制御部４７に入力されるが、
その方向信号が伸長信号のときには、・第１ゲート回路
４８が開いて、第１オア回路４９を介してト記伸長信号
を第１駆動部５０から出力させる。

このように第１駆動部５０から伸長信号が出力すと、ソ
レノイドバルブθ４の伸び側のソレノイドを励磁させて
図面左側位置に切換え、前記シリンダ１０を伸長させる
。

上記方向信号が収縮信号のときには、第２ゲート回路５
１が開いて、第２オア回路５２を介して上記収縮信号を
第２駆動部５３から出力させる。

上記第２駆動部５３から収縮信号が出力すと、ソレノイ
ドバルブ６４の縮み側のソレノイドを励磁させて図面右
側位置に切換え、前記シリンダ１０を収縮させる。

さらに上記方向制御部４７は、第３ゲート回路５４に接
続しているが、この第３ゲート回路５４は方向制御部４
７から伸長信号が出力されているときにのみ開くように
している。

そしてこの第３ゲート回路５４には、掘削信号を常時発
信している掘削振動発信器５５を接続し、上記のように
第３ゲート回路５４が開いたとき第３ゲート回路５４か
ら当該掘削信号が出力される。

上記第３ゲート回路５４から出力された掘削信号は、第
４ゲート回路５８に入力するとともに、位相反転部５７
を介して第５ゲート回路５８にも入力する。

そして当該シリンダ１０がストロークエンドにないとい
うストローク検知部５９からのストローク信号と、シリ
ンダ１０の速度がゼロであるという速度検知部６０から
の速度信号とが上記第４ゲート回路５６、第５ゲート回
路５８に同時に入力したときにのみ、これら第４ゲート
回路５Ｇ、第５ゲート回路５８が開くようにしている。

上記ストローク検知部５９、速度検知部８０からの出力
信号は、上記のように第４ゲート回路５６、第５ゲート
回路５８に入力するとともに、反転回路６１．６２にも
入力し、この反転回路８１．６２を介して前記第１ゲー
ト回路４日、第２ゲート回路５１に入力する。

そして上記の往復動制御スイッチ６３が閉じているとき
にのみ、上記反転回路６１．６２に入力された信号が第
１ゲート回路４８、第２ゲート回路５１に入力され、当
該第１ゲート回路４８及び第２ゲート回路５１を閉じる
。

しかして上記往復動制御スイッチ６３を閉じた状態で、
方向制御部４７から伸長信号が出力されるとともに、ス
トローク検知部５８からのストロークエンドではない信
号と、速度検知部６０からの速度ゼロの信号とが同時に
第４ゲート回路５６、第５ゲー）・回路５８及び反転回
路６１．６２に入力すると、第１ゲート回路４８、第２
ゲート回路５１が閉じて第４ゲート回路５Ｇ、第５ゲー
ト回路５８が開く。

したがって掘削振動発信器５５からの掘削信号のみが第
１駆動部５０、第２駆動部５３から出力されるが、上記
位相反転部５７の機能で第１駆動部５０、第２駆動部５
３から出力される信号が、第６図に示すように、その位
相が反転されることになる。

このように第１駆動部５０、第２駆動部５３からの出力
信号が反転しているので、前記ソレノイドバルブ６４は
短時間に切換わり、それに伴なって当該シリンダ１０が
微小振動する。

第７図に示した第４実施例は、その電気回路を上記第３
実施例と全く同様にする一方、前記方向制御弁１１を切
換えるためのバルブを変更したものである。

すなわちこの第４実施例では、前記方向制御弁１１を切
換えるために、比例ソレノイドバルブを２つ設けている
。

上記一方の比例ソレノイドバルブ８５は、非励磁状態で
ある図示の右側位置にあるとき、一方のＡイロット通路
１２をタンク６７に連通させ、励磁状態である図面左側
位置にあるとき、補助ポンプ６８とパイロット通路１２
とを連通させ、この補助ポンプ６８からのパイロット圧
を方向制御弁１１に作用させて当該シリンダ１０を伸長
させる。

また上記他方の比例ソレノイド／くルブ６６は、非励磁
状態である図示の右側位置にあるとき、他方のパイロッ
ト通路１３をタンク８９に連通させ、励磁状態である図
面左側位置にあるとき、補助ポンプ６８とパイロット通
路１３とを連通させ、この補助ポンプ６８からのパイロ
ット圧を方向制御弁１１に作用させて当該シリンダ１０
を収縮させる。

そして上記両比例ソレノイドバルブが、ともに図示の右
側位置にあるときには、前記方向制御弁１１が図示の中
立位置に保持される関係にしている。

したがって往復動制御スイッチ６３を閉じた状態で、し
かも方向制御部４７から伸長信号が出力されるとともに
、ストローク検知部５８からのストローク信号と、速度
検知部８０からの速度信号とが同時に出力されると、掘
削振動発信器５５の掘削信号が第１駆動部５０、第２駆
動部５３から出力されるが、上記第１駆動部５０、第２
駆動部５３の出力信号は位相反転部５７の機能によって
互いに反転したものとなる。

そのために比例ソレノイドバルブ６５と比例ソレノイド
バルブ６８とが交互に励磁され、前記方向制御弁１１を
短時間のうちに切換え、当該シリンダｌＯを微小振動さ
せる。

なおこの第４実施例において、一方の比例ツレメイドバ
ルブ６５にのみ第４図に示した第２実施例の制御回路を
接続し、掘削時に当該シリンダｌＯの伸長速度を間欠的
に変化させ、そのシリンダ１０を微小振動させるように
してもよい。

ただしこの場合には、入力部からの方向信号に応じてい
ずれか一方の比例ソレノイドバルブを励磁させる制御回
路が必要であるが、それは例えば前記した方向制御部に
２つのゲート回路を接続し、方向制御部から伸長信号が
発信されたとき、一方のゲート回路が開いて一方の比例
ソレノイドバルブ６５を励磁させ１、収縮信号が発信さ
れたとき、他方のゲート回路のみが開いて他方の比例ソ
レノイドバルブ６８を励磁させる構成にしなければなら
ない。

また上記各実施例は、ソレノイドバルブを制御して当該
シリンダを微小振動させる点に特徴を有するもので、そ
の電気的な制御回路は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば上記実施例のような電気的な制御回路に代
えて、マイクロコンピュータを用いてもよいこと当然で
ある。

（本発明の構成） この発明は、バラケト等の掘削部を駆動させるシリンダ
と、パイロット圧によって切換わり、上記シリンダを伸
縮させる方向制御弁と、この方向制御弁に対するパイロ
ット通路を選択するソレノイドバルブとを備えた掘削機
において、往復動制御スイッチを閉じた状態で、当該シ
リンダに対する伸長信号が発信され、かつストローク検
知部からのストロークエンドではないという信号と、速
度検知部から当該シリンダの速度がゼロであるという信
号とが同時に出力されたとき、上記ソレノイドバルブを
短時間に切換えて上記シリンダを往復動させ、上記パケ
ット等の掘削部を微小振動させる構成にした点に特徴を
有する。

上記のように構成したので、掘削途中でその掘削抵抗が
大きくなって、当該シリンダが停止したとき、そのシリ
ンダを微小振動させることができる。

（本発明の効果） この発明は上記のように構成したので、掘削抵抗が大き
くて、その掘削ができないときにも、上記シリンダを微
小振動させれば、スムーズな掘削が可能になる。

しかも上記の作業をさせる上において、従来のような加
振用バルブ等を必要とせず、しかも掘削抵抗が大きくな
って当該シリンダが停止したときだけ、そのシリンダを
自動的に微小振動させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は従来の回路図、第２．３図はこの発明の第
１実施例を示すもので、第２図は回路図、第３図は各信
号との相関関係を示す図、第４図は第２実施例の回路図
、第５．６図は第３実施例を示すもので、第５図は回路
図、第６図は各信号との相関関係を示す図、第７図は第
４実施例の回路図である。 １０−・・シリンダ、１１・・・方向制御弁、１２．１
３−・・パイロット通路、１４及び６４〜６θφ・・ソ
レノイドバルブ、３０．４２．６３・・・往復動制御ス
イッチ、３１．４３．５９・・・ストローク検知部、３
２．４４．６０・・・速度検知部。 代理人弁理士　嶋　宣之

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バラケト等の掘削部を駆動させるシリンダと、パイロ・
   ント圧によって切換わり、上記シリンダを伸縮させる方
   向制御弁と、この方向制御弁に対するパイロット通路を
   選択するソレノイドバルブとを備えた掘削機において、
   往復動制御スイッチを閉じた状態で、当該シリンダに対
   する伸長信号が発信され、かつストローク検知部からの
   ストロークエンドではないという信号と、速度検知部か
   ら当該シリンダの速度がゼロであるという信号とが同時
   に出力されたとき、上記ソレノイドバルブを短時間に切
   換えて上記シリンダを往復動させ、上記パケット等の掘
   削部を微小振動させる構成にした掘削機の油圧制御方法
   。