KR20150022883A

KR20150022883A - 건설 기계의 붐 구동 장치

Info

Publication number: KR20150022883A
Application number: KR1020147036078A
Authority: KR
Inventors: 고지 우에다; 가즈하루 다지마
Original assignee: 코벨코 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2015-03-04
Also published as: US20150107234A1; JP6003229B2; CN104302930B; CN104302930A; EP2857695A1; KR102011542B1; WO2013175699A1; EP2857695B1; EP2857695A4; US9587656B2; JP2013245727A

Abstract

건설 기계의 붐을 구동하기 위한 장치이며 필요 동력의 저감이 가능한 것이 제공된다. 이 건설 기계는, 붐 실린더(6)와, 가변 용량형의 유압 펌프(10)와, 그 토출유를 붐 실린더(6)로 유도하는 컨트롤 밸브(12)와, 붐 상승 조작을 검출하는 붐 상승 조작 검출기(42)와, 붐 실린더 압력 검출기(46A, 46B)와, 유압 펌프(10)로부터 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급을 허용하는 허용 위치와 차단하는 차단 위치로 전환 가능한 공급 전환 밸브(30)와, 당해 차단 시에 헤드측실(6a)에의 작동유의 보급을 허용하는 보급용 유로(34)와, 붐 상승 조작 시에 있어서 유압 펌프(10)로부터 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급이 없어도 굴삭 반력이 붐 실린더(6)를 신장시키는 상태라고 판단하였을 때에 공급 전환 밸브(30)를 차단 위치로 하고, 또한 유압 펌프(10)의 용량을 저감시키는 컨트롤러(50)를 구비한다.

Description

건설 기계의 붐 구동 장치 {BOOM DRIVE DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은 붐 및 아암을 포함하는 작업 어태치먼트를 구비한 유압 셔블 등의 건설 기계에 설치되고, 당해 붐을 유압에 의해 구동하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적인 유압 셔블은, 베이스 머신과, 이 베이스 머신에 장착되는 작업 어태치먼트를 구비하고, 당해 작업 어태치먼트는, 기복 가능한 붐과, 이 붐의 선단에 회전 가능하게 연결되는 아암과, 이 아암의 선단에 장착되는 버킷과, 상기 붐을 기복시키는 붐 실린더와, 상기 아암을 회전시키는 아암 실린더와, 상기 버킷을 회전시키는 버킷 실린더를 갖는다. 상기 붐 실린더는, 그 신장에 의해 상기 붐을 상승 방향으로 움직이게 하도록 당해 붐과 상기 베이스 머신 사이에 개재 설치되고, 상기 아암 실린더는, 그 신장에 의해 상기 아암을 당김 방향(붐에 근접하는 방향)으로 회전시키도록 당해 아암과 상기 붐 사이에 개재 설치된다.

상기 베이스 머신에는, 상기 각 실린더를 신축시키기 위한 유압 회로가 탑재된다. 이 유압 회로는, 탱크 내의 작동유를 흡입하여 토출하는 유압 펌프와, 이 유압 펌프와 상기 각 실린더 사이에 개재하여 당해 유압 펌프로부터 당해 실린더에의 작동유의 공급 방향을 전환하는 복수의 컨트롤 밸브를 포함하고, 당해 컨트롤 밸브의 작동에 의해 상기 각 실린더의 신장 조작 및 수축 조작이 행해진다.

이러한 유압 셔블에서는, 상기 붐, 아암 및 버킷의 움직임에 의해, 굴삭, 그 밖의 다양한 작업이 실현된다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 상기 붐의 상승 방향의 조작인 붐 상승 조작과 상기 아암의 당김 방향의 조작인 아암 당김 조작의 복합 조작에 의해 원하는 굴삭 작업이 행해지는 것이 기재되어 있다.

이 유압 셔블에 예시되는 종래의 건설 기계에서는, 상기 각 실린더를 신축시키기 위해 상기 유압 펌프를 회전시키기 위해 상당한 동력, 예를 들어 엔진 마력이 필요하며, 그 저감이 중요한 과제이다. 특히, 상기한 바와 같은 붐 상승 조작과 아암 당김 조작을 동시에 행하는 굴삭 작업 시에는, 붐 실린더 및 아암 실린더를 동시에 신장시키기 위해 상당한 마력을 필요로 하고 있어, 그 개선이 요구되고 있다.

상기 특허문헌 1에는, 상기 복합 조작 시에 굴삭 반력으로 차체가 부상하는 것을 방지하기 위한 수단으로서, 상기 붐 실린더의 로드측실과 상기 아암 실린더의 헤드측실을 연통하는 보급용 유로와, 이 보급용 유로를 개폐하는 전환 밸브가 설치되고, 상기 붐 실린더의 로드측실이 일정 이상까지 높아졌을 때에만 상기 전환 밸브가 개방되어 상기 아암 실린더의 헤드측실로부터 상기 붐 실린더로의 헤드측실로의 작동유의 유입을 허용하여 자동적으로 붐 실린더를 신장시키는 기술이 기재되어 있지만, 당해 기술은 상기한 바와 같은 필요 동력의 삭감에는 거의 기여하지 않는다.

WO2004/005727

본 발명은 붐 및 아암을 포함하는 작업 어태치먼트를 구비한 건설 기계에 설치되어 당해 붐을 유압에 의해 구동하기 위한 장치이며, 상기 붐의 상승 조작을 포함하는 복합 조작에 의한 굴삭 작업에서의 필요 동력을 유효하게 저감하는 것이 가능한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명자들은, 굴삭 작업 시에 있어서, 상기 작업 어태치먼트가 지반으로부터 받는 굴삭 반력이, 상기 붐을 기복시키기 위한 붐 실린더를 신장시키는(즉, 붐 상승 방향으로 움직이게 하는) 힘으로서 작용하기 위해, 당해 붐 실린더에의 작동유의 공급이 없어도 붐 실린더가 신장할 수 있는 경우가 존재하는 점에 착안하였다. 구체적으로, 상기 붐 상승 조작을 포함하는 복합 조작, 예를 들어 당해 붐 상승 조작과 아암 당김 조작에 의한 굴삭 작업 시에는, 상기 특허문헌 1의 도 7에도 도시하는 바와 같이 베이스 머신의 전단부를 지면으로부터 부상시키는 굴삭 반력이 발생하지만, 한편 베이스 머신 등에 작용하는 중력은 상기 굴삭 반력에 저항하여 베이스 머신을 착지 상태로 유지하도록 작용하므로, 당해 붐 실린더의 헤드측실에의 유압 펌프로부터의 작동유의 공급을 앞질러 당해 붐 실린더가 신장시켜지는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 상태에서는, 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에 적극적으로 작동유를 압입하지 않아도 당해 붐 실린더가 저절로 신장되어 당해 헤드측실에 작동유를 흡입하는 것이 가능하다. 따라서, 당해 상태에서는 상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 적극적인 공급을 휴지함으로써, 당해 유압 펌프를 움직이게 하기 위한 필요 동력을 유효하게 저감하는 것이 가능하다.

본 발명은 이러한 관점에서 이루어진 것이며, 다음의 구성을 갖는 장치를 제공한다. 즉, 본 발명이 제공하는 장치는, 베이스 머신과, 이 베이스 머신에 기복 가능하게 장착되는 붐과, 이 붐의 선단에 회전 가능하게 연결되는 아암을 구비한 건설 기계에 설치되어 당해 붐을 유압에 의해 구동하기 위한 장치이며, 상기 베이스 머신과 상기 붐 사이에 개재하고, 그 신장에 의해 상기 붐을 상승 방향으로 움직이게 하도록 당해 붐 및 상기 베이스 머신에 연결되는 붐 실린더와, 탱크 내의 작동유를 흡입하여 토출하는 가변 용량형의 유압 펌프와, 이 유압 펌프가 토출하는 작동유를 상기 붐 실린더의 헤드측실로 유도하여 당해 붐 실린더를 신장시키는 위치와 당해 유압 펌프가 토출하는 작동유를 상기 붐 실린더의 로드측실로 유도하여 당해 붐 실린더를 수축시키는 위치로 전환 가능한 붐용 컨트롤 밸브와, 이 붐용 컨트롤 밸브에 대해 상기 붐을 상승 방향으로 움직이게 하기 위한 붐 상승 조작이 행해지고 있는 것을 검출하는 붐 상승 조작 검출기와, 상기 붐 실린더의 헤드측실 및 로드측실 중 적어도 로드측실의 압력을 각각 검출하는 붐 실린더 압력 검출기와, 상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 공급을 허용하는 허용 위치와 차단하는 차단 위치로 전환 가능한 공급 전환 밸브와, 이 공급 전환 밸브가 상기 작동유의 공급을 차단하였을 때에 상기 탱크로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 보급을 허용하도록 당해 탱크와 당해 헤드측실을 연통하는 보급용 유로와, 상기 붐 상승 조작 검출기가 상기 붐 상승 조작을 검출하고, 또한, 상기 붐 실린더 압력 검출기에 의해 검출되는 압력이, 상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 공급이 없어도 상기 작업 어태치먼트에 작용하는 굴삭 반력이 상기 붐 실린더를 신장시키는 상태라고 판단하기 위해 미리 설정된 신장 인정 조건을 만족시키는 경우에만, 상기 공급 전환 밸브를 상기 차단 위치로 전환함과 함께, 당해 공급 전환 밸브가 상기 허용 위치에 있는 경우에 비해 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는 컨트롤러를 구비한다.

이 장치에 따르면, 상기 붐 실린더에 대해 붐 상승 방향의 조작이 행해지고 있을 때에, 당해 붐 실린더의 적어도 로드측실의 압력에 기초하여, 상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 공급이 없어도 상기 작업 어태치먼트에 작용하는 굴삭 반력이 상기 붐 실린더를 신장시키는 상태(이하 「자연 신장 상태」라 칭함), 환언하면, 보급용 유로를 통해 탱크로부터 헤드측실 내에의 작동유의 흡입이 가능한 상태인지 여부가 판단되고, 자연 신장 상태라고 판단되었을 때에 상기 헤드측실에의 작동유의 공급이 차단됨과 함께, 상기 유압 펌프의 펌프 용량이 저감된다. 이에 의해, 상기 작업 어태치먼트의 정상적인 동작(붐 상승 동작을 포함하는 동작)을 보증하면서 상기 유압 펌프의 동력을 절감하는 것이 가능해진다.

구체적으로, 상기 신장 인정 조건으로서는, 상기 헤드측실 및 상기 로드측실의 압력에 기초하여 구해지는, 상기 붐 실린더를 신장시키는 실린더 추력이, 미리 설정된 추력 임계값 미만인 것을 포함하는 것이 적합하다. 이와 같이 실린더 추력의 크기를 기초로 함으로써, 붐 실린더의 신장 상태의 판정(자연 신장 상태인지 여부의 판정)을 적확하게 행하는 것이 가능해진다. 이 경우에는, 상기 붐 실린더 압력 검출기가, 당해 붐 실린더의 헤드측실 및 로드측실의 각각의 압력을 검출하는 것이면 된다.

또한, 상기 아암을 당김 방향으로 움직이게 하는 조작인 아암 당김 조작이 행해지고 있는 것을 검출하는 아암 당김 조작 검출기를 구비하고, 상기 컨트롤러가, 상기 붐 상승 조작에 더하여 상기 아암 당김 조작이 검출되어 있는 경우에만, 상기 공급 전환 밸브를 상기 차단 위치로 전환하고, 또한, 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 붐 상승 조작의 검출 및 상기 신장 인정 조건의 충족에 더하여 아암 당김 조작의 검출을 공급 차단의 조건에 포함함으로써, 붐 상승 조작/아암 당김 조작에 의한 굴삭 작업에서의 굴삭 반력 이외의 요인으로 붐 실린더가 신장되는 경우, 예를 들어, 작업 어태치먼트의 요동에 기인하여 상기 붐 실린더가 주기적으로 신장되는 경우에 상기 헤드측실에의 작동유 공급이 차단되는 것이 방지된다.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 붐 상승 조작 및 상기 아암 당김 조작의 검출 및 상기 신장 인정 조건의 충족에 더하여, 상기 유압 펌프의 토출 압력이 미리 설정된 압력 임계값을 초과하는 경우에만, 상기 공급 전환 밸브를 상기 차단 위치로 전환하고, 또한, 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는 것이 바람직하다. 이와 같이, 유압 펌프의 토출 압력을 고려함으로써, 부하가 거의 없는 상태(예를 들어 작업 어태치먼트가 지면으로부터 부상한 상태)에서 상기 붐 상승 조작 및 상기 아암 당김 조작이 행해지고 있을 때에 상기 헤드측실에의 작동유 공급이 차단되는 것이 방지된다.

상기 헤드측실에의 작동유의 공급의 차단 시에 상기 컨트롤러가 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는 양은, 당해 공급 차단에 의해 토출이 불필요해진 작동유의 양에 가까운 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 컨트롤러는, 상기 헤드 실린더의 헤드측실로 유입되는 작동유의 유량을 연산하고, 당해 유량에 상당하는 펌프 용량을 상기 헤드측실에의 작동유의 공급의 차단을 행하지 않는 통상 운전 시에 설정되는 펌프 용량으로부터 감한 것을 상기 유압 펌프의 실제의 용량으로서 지령하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 유압 구동 장치를 도시하는 회로도이다.
도 2는 상기 유압 구동 장치가 탑재되는 유압 셔블의 예를 나타내는 정면도이다.
도 3은 상기 유압 구동 장치의 컨트롤러의 기능 구성 및 그 입출력 신호를 나타내는 블록도이다.
도 4는 상기 컨트롤러가 행하는 연산 제어 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 상기 유압 구동 장치에 있어서의 붐 상승 조작 신호와 붐용 복귀측 유로의 개구 면적의 관계의 예를 나타내는 그래프이다.
도 6은 상기 유압 구동 장치에 있어서의 붐 상승 조작 신호와 붐용 공급측 유로의 개구 면적의 관계의 예를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 도 1∼도 5를 참조하면서 설명한다.

도 2는 본 발명에 관한 구동 장치가 탑재되는 유압 셔블의 예를 나타낸다. 이 유압 셔블은, 하부 주행체(1) 및 이것에 탑재되는 상부 선회체(2)를 갖는 베이스 머신과, 이 베이스 머신의 상부 선회체(2)에 장착되는 작업 어태치먼트(9)를 구비한다. 작업 어태치먼트(9)는, 상기 상부 선회체(2)에 기복 가능하게 장착되는 붐(3)과, 이 붐(3)의 선단에 회전 가능하게 연결되는 아암(4)과, 당해 아암(4)의 선단부에 회전 가능하게 장착되는 굴삭용의 버킷(5)을 갖는다.

이 유압 셔블에는, 상기 붐(3)을 포함하는 작업 어태치먼트(9)를 유압에 의해 움직이게 하기 위한 구동 장치가 탑재된다. 이 장치는, 도 2에 도시하는 붐 실린더(6), 아암 실린더(7) 및 버킷 실린더(8)와, 도 1에 도시하는 유압 회로를 구비한다.

상기 붐 실린더(6)는, 상기 상부 선회체(2)와 상기 붐(3) 사이에 개재 설치되고, 유압의 공급을 받아 신축하고, 그 신장에 의해 상기 붐(3)을 도 2에 도시하는 상승 방향으로 움직이게 하고, 또한 그 수축에 의해 상기 붐(3)을 하강 방향으로 움직이게 하도록, 당해 붐(3)과 상기 상부 선회체(2)에 각각 회전 가능하게 연결된다. 마찬가지로, 상기 아암 실린더(7)는, 상기 붐(3)과 상기 아암(4) 사이에 개재 설치되고, 유압의 공급을 받아 신축하고, 그 신장에 의해 상기 아암(4)을 도 2에 도시하는 바와 같은 당김 방향[붐(3)에 근접하는 방향]으로 회전시키고, 또한 그 수축에 의해 당해 아암(4)을 미는 방향[붐(3)으로부터 이격되는 방향]으로 회전시키도록, 당해 아암(4)과 상기 붐(3)에 각각 회전 가능하게 연결된다. 또한, 상기 버킷 실린더(8)는, 상기 아암(4)과 상기 버킷(5) 사이에 개재 설치되고, 유압의 공급을 받아 신축하고, 그 신장에 의해 상기 버킷(5)을 떠냄 방향(도 2에서는 반시계 방향)으로 회전시키고, 또한 그 수축에 의해 당해 버킷(5)을 개방 방향(도 2에서는 시계 방향)으로 회전시키도록, 당해 버킷(5)과 상기 아암(4)에 각각 회전 가능하게 연결된다.

상기 각 실린더(6∼8)는, 실린더 본체와, 이것에 장전되는 피스톤과, 이 피스톤으로부터 일 방향으로 연장되는 로드를 갖고, 상기 피스톤은 상기 실린더 본체의 내부 공간을 로드측실과 그 반대측의 헤드측실로 구획한다. 이들 실린더(6∼8) 중, 본 발명에 관한 구동 장치의 구동 대상에 상당하는 것은 붐 실린더(6)이며, 이하의 기재에서는 당해 버킷 실린더(8)의 구동을 위한 요소에 관한 설명을 생략한다.

도 1에 도시하는 유압 회로는, 상기 붐 실린더(6) 및 상기 아암 실린더(7)를 움직이게 하기 위한 수단으로서, 유압 펌프(10)와, 이 유압 펌프(10)에 접속되는 붐용 컨트롤 밸브(12) 및 아암용 컨트롤 밸브(14)와, 붐 조작기(16)와, 아암 조작기(18)를 구비한다.

상기 유압 펌프(10)는, 탱크 내의 작동유를 흡입하여 토출하는 것이며, 그 용량이 조절 가능한 가변 용량형 유압 펌프에 의해 구성된다. 구체적으로, 당해 유압 펌프(10)에는 레귤레이터(11)가 부설되고, 이 레귤레이터(11)는 후술하는 용량 제어 신호의 입력을 받음으로써 상기 유압 펌프(10)의 용량을 변화시키도록 작동한다.

상기 유압 펌프(10)의 토출구는 센터 바이패스 라인(20) 및 이것에 연결되는 탱크 라인(26)을 통해 탱크에 연통 가능하고, 이 센터 바이패스 라인(20) 상에 상기 붐용 및 아암용 컨트롤 밸브(12, 14)가 설치된다. 또한, 이 회로는, 상기 센터 바이패스 라인(20)과는 별도로, 상기 유압 펌프(10)가 토출하는 작동유를 상기 각 컨트롤 밸브(12, 14)에 상호 병렬로 공급하기 위한 패러렐 라인을 갖고, 이 패러렐 라인은, 상기 센터 바이패스 라인(20)으로부터 분기하는 공통 유로(21)와, 이 공통 유로(21)로부터 더욱 분기하여 상기 각 컨트롤 밸브(12, 14)에 이르는 분기 유로(22, 24)를 갖는다.

상기 유압 펌프(10)는 반드시 붐 실린더(6) 및 아암 실린더(7)의 양쪽을 구동하는 것이 아니어도 된다. 즉, 본 발명에서는, 붐 실린더와 아암 실린더가 각각 다른 유압 펌프에 의해 구동되어도 된다.

상기 각 컨트롤 밸브(12, 14)는, 이 실시 형태에서는 3 위치 유압 파일럿 전환 밸브에 의해 구성된다. 구체적으로, 붐용 컨트롤 밸브(12)는, 한 쌍의 파일럿 포트(12c, 12d)를 갖고, 양 파일럿 포트(12c, 12d)에 파일럿압이 입력되지 않을 때에는 중립 위치(12n)로 유지되고, 상기 파일럿 포트(12c)에 파일럿압이 입력되었을 때에는 붐 상승 위치(12a)로 전환되고, 상기 파일럿 포트(12d)에 파일럿압이 입력되었을 때에는 붐 하강 위치(12b)로 전환된다. 마찬가지로, 아암용 컨트롤 밸브(14)는, 한 쌍의 파일럿 포트(14c, 14d)를 갖고, 양 파일럿 포트(14c, 14d)에 파일럿압이 입력되지 않을 때에는 중립 위치(14n)로 유지되고, 상기 파일럿 포트(14c)에 파일럿압이 입력되었을 때에는 아암을 당기는 위치(14a)로 전환되고, 상기 파일럿 포트(14d)에 파일럿압이 입력되었을 때에는 아암을 미는 위치(14b)로 전환된다.

상기 붐용 컨트롤 밸브(12)는, 상기 중립 위치(12n)에서는, 상기 센터 바이패스 라인(20)을 개통함과 함께 붐 실린더(6)를 유압 펌프(10) 및 탱크로부터 차단하고, 상기 붐 상승 위치(12a)에서는, 상기 붐 실린더(6)를 신장 방향으로 움직이게 하도록, 유압 펌프(10)로부터 상기 분기 유로(22)를 통해 공급되는 작동유를 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a)로 도입하는 공급측 유로를 개통함과 함께 당해 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)을 상기 탱크 라인(26)을 통해 탱크에 연통되는 복귀측 유로를 개통하고, 반대로 상기 붐 하강 위치(12b)에서는, 상기 붐 실린더(6)를 수축 방향으로 움직이게 하도록, 유압 펌프(10)로부터 상기 분기 유로(22)를 통해 공급되는 작동유를 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)로 도입하는 공급측 유로를 개통함과 함께 당해 붐 실린더(6)의 로드측실(6b)을 상기 탱크 라인(26)을 통해 탱크에 연통되는 복귀측 유로를 개통한다. 상기 중립 위치(12n)로부터 상기 붐 상승 위치(12a) 또는 상기 붐 하강 위치(12b)에의 스트로크는 입력되는 파일럿압의 크기에 대응하여 증대되고, 이 스트로크의 증대에 수반하여 상기 공급측 유로 및 상기 복귀측 유로의 개구 면적이 증가한다.

마찬가지로, 상기 아암용 컨트롤 밸브(14)는, 상기 중립 위치(14n)에서는, 상기 센터 바이패스 라인(20)을 개통함과 함께 아암 실린더(7)를 유압 펌프(10) 및 탱크로부터 차단하고, 상기 아암을 당기는 위치(14a)에서는, 상기 아암 실린더(7)를 신장 방향으로 움직이게 하도록, 유압 펌프(10)로부터 상기 분기 유로(24)를 통해 공급되는 작동유를 아암 실린더(7)의 헤드측실(7a)로 도입하는 공급측 유로를 개통함과 함께 당해 아암 실린더(7)의 로드측실(7b)을 상기 탱크 라인(26)을 통해 탱크에 연통되는 복귀측 유로를 형성하고, 반대로 상기 아암을 미는 위치(14b)에서는, 상기 아암 실린더(7)를 수축 방향으로 움직이게 하도록, 상기 유압 펌프(10)로부터 상기 분기 유로(24)를 통해 공급되는 작동유를 아암 실린더(7)의 로드측실(7b)로 도입하는 공급측 유로를 형성함과 함께 당해 아암 실린더(7)의 로드측실(7b)을 상기 탱크 라인(26)을 통해 탱크에 연통되는 복귀측 유로를 개통한다. 상기 중립 위치(14n)로부터 상기 아암을 당기는 위치(14a) 또는 상기 아암을 미는 위치(14b)에의 스트로크는 입력되는 파일럿압의 크기에 대응하여 증대되고, 이 스트로크의 증대에 수반하여 상기 공급측 유로 및 상기 복귀측 유로의 개구 면적이 증가한다.

상기 붐 조작기(16)는, 오퍼레이터가 상기 붐 실린더(6)를 조종하기 위해 사용하는 것으로, 도시 생략의 파일럿 유압원과, 붐용 리모콘 밸브(16a)와, 붐 조작 레버(16b)를 갖는다. 붐 조작 레버(16b)는, 오퍼레이터에 의해 회전 조작되는 조작 부재이며, 상기 붐용 리모콘 밸브(16a)에 회전 가능하게 연결되고, 오퍼레이터에 의해 중립 위치를 사이에 두고 그 양측, 즉, 붐 상승측과 붐 하강측으로 조작되는 것이 가능하다. 붐용 리모콘 밸브(16a)는, 상기 붐 조작 레버(16b)의 조작 위치에 따라 상기 붐용 컨트롤 밸브(12)에 상기 파일럿압 공급원이 생성하는 파일럿압을 공급한다. 구체적으로, 상기 붐용 리모콘 밸브(16a)는, 상기 붐 조작 레버(16b)가 중립 위치에 있을 때에는 파일럿압의 공급을 행하지 않고, 상기 붐 조작 레버(16b)가 붐 상승측으로 조작되었을 때에는 그 조작량에 대응하는 크기의 파일럿압을 파일럿 라인(17C)을 통해 상기 붐용 컨트롤 밸브(12)의 파일럿 포트(12c)에 공급하고, 상기 붐 조작 레버(16b)가 붐 하강측으로 조작되었을 때에는 그 조작량에 대응하는 크기의 파일럿압을 파일럿 라인(17D)을 통해 상기 붐용 컨트롤 밸브(12)의 파일럿 포트(12d)에 공급한다.

마찬가지로, 상기 아암 조작기(18)는, 오퍼레이터가 상기 아암 실린더(7)를 조종하기 위해 사용하는 것으로, 도시 생략의 파일럿 유압원과, 아암용 리모콘 밸브(18a)와, 아암 조작 레버(18b)를 갖는다. 아암 조작 레버(18b)는, 오퍼레이터에 의해 회전 조작되는 조작 부재이며, 상기 아암용 리모콘 밸브(18a)에 회전 가능하게 연결되고, 오퍼레이터에 의해 중립 위치를 사이에 두고 그 양측, 즉, 아암을 당기는 측과 아암을 미는 측으로 조작되는 것이 가능하다. 아암용 리모콘 밸브(18a)는, 상기 아암 조작 레버(18b)의 조작 위치에 따라 상기 아암용 컨트롤 밸브(14)에 상기 파일럿압 공급원이 생성하는 파일럿압을 공급한다. 구체적으로, 상기 아암용 리모콘 밸브(18a)는, 상기 아암 조작 레버(18b)가 중립 위치에 있을 때에는 파일럿압의 공급을 행하지 않고, 상기 아암 조작 레버(18b)가 아암을 당기는 측으로 조작되었을 때에는 그 조작량에 대응하는 크기의 파일럿압을 파일럿 라인(19C)을 통해 상기 아암용 컨트롤 밸브(14)의 파일럿 포트(14c)에 공급하고, 상기 아암 조작 레버(18b)가 아암을 미는 측으로 조작되었을 때에는 그 조작량에 대응하는 크기의 파일럿압을 파일럿 라인(19D)을 통해 상기 아암용 컨트롤 밸브(14)의 파일럿 포트(14d)에 공급한다.

이 장치는, 그 특징으로서, 상기 붐 실린더(6)에의 공급 유로인 상기 분기 유로(22)에 설치되는 공급 전환 밸브(30)를 더 구비한다. 이 공급 전환 밸브(30)는, 이 실시 형태에서는, 솔레노이드(32)를 갖는 2 위치 전자-유압식 파일럿 전환 밸브에 의해 구성되고, 상기 솔레노이드(32)에 전환 지령 신호가 입력되지 않을 때에는 개통 위치, 즉, 공급 방향으로의 작동유의 흐름만을 허용하도록 상기 분기 유로(22)를 개통하는 위치(도 1에서는 상측 위치)로 유지되고, 상기 솔레노이드(32)에 전환 지령 신호가 입력되었을 때에는 당해 입력에 수반하여 도입되는 파일럿압에 의해 차단 위치, 즉, 상기 분기 유로(22)를 차단하여 당해 분기 유로(22)를 통한 작동유의 공급을 저지하는 위치(도 1에서는 하측 위치)로 전환된다. 이 공급 전환 밸브(30)에는, 단순한 파일럿 전환 밸브가 사용되는 것도 가능하다. 그 경우, 당해 파일럿압 전환 밸브에 입력되는 파일럿압의 전환을 위한 전자 전환 밸브가 별도로 부설되면 된다.

또한, 이 장치는, 상기 공급 전환 밸브(30)에 의해 작동유의 공급이 차단되었을 때에 붐 실린더(6)의 신장에 수반하여 탱크 내의 작동유가 상기 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a)에 흡입되는, 즉, 보급되는 것을 허용하는 보급용 유로(34)를 구비한다. 이 실시 형태에 관한 보급용 유로(34)는, 상기 헤드측실(6a)과 상기 탱크 라인(26)을 연통하도록 설치되고, 당해 보급용 유로(34)의 도중에 상기 헤드측실(6a)로부터 상기 탱크 라인(26)으로의 작동유의 흐름(역류)을 저지하는 체크 밸브(36)가 설치되어 있다. 이 체크 밸브(36)는, 전용의 것이어도 되고, 상기 헤드측실(6a)에 대해 설치된 포트 릴리프 밸브를 구성하는 체크 밸브가 구비된 릴리프 밸브에 내장되는 것이어도 된다. 바꾸어 말하면, 상기 보급용 유로(34)에는, 상기 헤드측실(6a)에 대해 설치된 릴리프용 유로가 그대로 유용되어도 된다.

또한, 이 장치는, 상기한 구성 요소에 더하여, 상기 공급 전환 밸브(30)의 전환 제어 및 상기 유압 펌프(10)의 용량의 제어를 행하기 위한 수단으로서, 상기 회로 중에 설치되는 복수의 압력 센서와, 이들 압력 센서가 생성하는 검출 신호의 입력을 받아 제어 동작을 행하는 컨트롤러(50)를 구비한다.

상기 압력 센서에는, 상기 유압 펌프(10)의 토출압인 펌프압 Pp를 검출하는 펌프압 센서(40)와, 붐 상승 조작 신호에 상당하는 파일럿압, 즉, 상기 붐 조작기(16)가 상기 파일럿 라인(17C)에 출력하는 파일럿압을 검출하는 붐 상승 파일럿압 센서(42)와, 아암 당김 조작 신호에 상당하는 파일럿압, 즉, 상기 아암 조작기(18)가 상기 파일럿 라인(19C)에 출력하는 파일럿압을 검출하는 아암 당김 파일럿압 센서(44)와, 상기 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a)의 압력인 헤드압 Ph 및 로드측실(6b)의 압력인 로드압 Pr을 각각 검출하는 붐 실린더 헤드압 센서(46A) 및 붐 실린더 로드압 센서(46B)가 포함된다. 이 중, 상기 붐 상승 파일럿압 센서(42), 상기 아암 당김 파일럿압 센서(44), 및 상기 헤드압 및 로드압 센서(46A, 46B)는, 각각 본 발명에 관한 붐 상승 검출기, 아암 당김 검출기 및 붐 실린더 압력 검출기에 상당한다.

상기 컨트롤러(50)는, 컴퓨터 등으로 이루어지고, 도 3에 나타내는 바와 같은 붐 실린더 추력 판정부(52), 공급 전환 제어부(54) 및 펌프 용량 제어부(56)를 갖는다.

상기 붐 실린더 추력 판정부(52)는, 붐 실린더 헤드압 센서(46A) 및 붐 실린더 로드압 센서(46B)가 검출하는 헤드압 Ph 및 로드압 Pr에 기초하여, 상기 헤드측실(6a)에 공급되는 작동유의 압력이 붐 실린더(6)를 신장시키는 추력 Fd를 연산하고, 이 추력이 미리 설정된 추력 임계값 Fo를 하회하고 있는지 여부를 판정한다. 이 판정은, 후술과 같은 굴삭 반력에 의해 붐 실린더(6)가 그 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급을 초과하여 신장시켜져 있는지 여부를 판정하는 것이다. 즉, 이 실시 형태에서는, 상기 붐 실린더(6)의 추력 Fd가 상기 추력 임계값 Fo를 하회하는 것(Fd＜Fo)이, 본 발명에 관한 신장 인정 조건, 즉, 상기 유압 펌프(10)로부터 상기 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급이 없어도 상기 굴삭 반력이 상기 붐 실린더(6)를 신장시키는 상태라고 판단하기 위한 조건으로 설정되어 있다.

상기 추력 Fd는, 다음 식 (1)에 기초하여 연산된다.

여기서, Fh, Fr은 붐 실린더(6)의 피스톤이 헤드측실(6a) 및 로드측실(6b)로부터 각각 받는 힘, Ah, Ar은 헤드측실(6a) 및 로드측실(6b)에서의 당해 피스톤의 각각의 수압 면적을 나타낸다.

상기 추력 임계값 Fo는, 적절히 설정이 가능하지만, Fh＜Fo가 상기 신장 인정 조건인 것에 비추어 보면, Fo≒0인 것, 즉, 추력 임계값 Fo가 0 또는 그 근방의 값인 것이 바람직하다. 단, 붐 실린더(6)가 자연 신장 상태인 것을 보다 신중하게 판단하기 위해 Fo가 0으로부터 충분히 이격된 부(負)의 값으로 설정되어도 된다.

상기 공급 전환 제어부(54)는, 이 실시 형태에서는, 하기의 조건 A∼D를 모두 만족시키는 경우에만(도 4에 나타내어지는 흐름도의 스텝 S1∼S4에서 모두 "예"), 상기 공급 전환 밸브(30)에 전환 지령 신호를 출력하여 이것을 차단 위치로 전환하고(동 흐름도의 스텝 S6), 그 이외의 경우에는(상기 스텝 S1∼S4 중 어느 하나에서 "아니오") 당해 전환 지령 신호의 출력을 정지하여 상기 공급 전환 밸브(30)를 개통 위치로 유지한다(동 흐름도의 스텝 S5).

조건 A:붐 조작기(16)가 붐 상승 방향으로 조작되어 있는 것. 즉, 붐 상승 조작 신호인 파일럿압[파일럿 라인(17C) 내의 압력]이 상승하고 있는 것(스텝 S1에서 "예").

조건 B:아암 조작기(18)가 아암 당김 방향으로 조작되어 있는 것. 즉, 아암 당김 조작 신호인 파일럿압[파일럿 라인(19C) 내의 압력]이 상승하고 있는 것(스텝 S2에서 "예").

조건 C:붐 실린더 추력 Fd가 추력 임계값 Fo를 하회하고 있는 것(스텝 S3에서 "예").

조건 D:펌프압 센서(40)가 검출하는 펌프압 Pp가 미리 설정된 펌프압 임계값 Po를 상회하고 있는 것(스텝 S4에서 "예").

여기서, 상기 조건 A 및 B는, 도 2에 도시하는 바와 같은 굴삭 작업, 즉, 붐 상승 조작과 아암 당김 조작이 동시에 행해지는 복합 조작에 의한 굴삭 작업이 행해지고 있는지 여부를 판정하는 것이다. 조건 B는 생략하는 것도 가능하지만, 이 조건 B를 고려함으로써, 상기 굴삭 작업에서의 굴삭 반력 이외의 요인으로 붐 실린더 추력 Fd가 추력 임계값 Fo를 하회하는 상황[예를 들어 작업 어태치먼트(9)의 요동에 의해 헤드압 Ph 및 로드압 Pr이 크게 변동하는 상황]에서 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급을 차단해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 조건 D는, 펌프압 Pp가 낮아서 상기 굴삭 반력이 발생하고 있지 않다고 추정되는 상황[예를 들어 작업 어태치먼트(9)가 지면으로부터 부상하고 있는 상황]에서 작동유 공급의 차단을 하는 것을 배제하기 위한 것이다. 이 조건 D도, 사양에 따라 생략하는 것이 가능하다.

혹은, 상기 조건 C 대신에, 판정 정밀도는 내려가지만, 간이적 수단으로서, 로드압 Pr이 미리 설정된 로드압 임계값 이상인 것이 신장 인정 조건으로 설정되어도 된다.

상기 펌프 용량 제어부(56)는, 상기 유압 펌프(10)의 용량을 제어하는 것이며, 이 실시 형태에서는, 상기 공급 전환 밸브(30)가 차단 위치로 전환될 때(스텝 S6)에, 그 공급의 차단에 의해 공급이 불필요해진 분만큼, 상기 공급 전환 밸브(30)가 차단 위치로 전환되어 있지 않을 때(스텝 S5)보다도 유압 펌프(10)의 용량을 저감시키는 제어를 행한다. 이 저감해야 하는 용량은, 예를 들어 다음의 요령에 의해 연산된다.

1) 붐 상승 조작 신호에 기초하여, 붐용 컨트롤 밸브(12)가 그 붐 상승 위치(12a)에서 개통하는 복귀측 유로, 즉, 상기 로드측실(6b)로부터 탱크에 이르기까지의 유로의 개구 면적 At를 특정한다. 여기서 말하는 「복귀측 유로의 개구 면적 At」라 함은, 복귀측 유로에 있어서의 흐름 저항을 교축부의 개구 면적으로 환산한 값을 말하며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기 붐 상승 조작 신호에 대한 상기 개구 면적 At의 특성은, 붐용 컨트롤 밸브(12)를 구성하는 방향 전환 밸브의 작동 특성이나 각 유로에서의 압력 손실 등에 의해 결정된다. 따라서, 이 특성에 기초하여 상기 개구 면적 At를 특정하는 것이 가능하다.

2) 붐 실린더 로드압 센서(46B)가 검출하는 로드압 Pr과 탱크압의 차를, 상기 복귀측 유로의 전후 차압 ΔPt로 하고, 다음 식 (2)에 기초하여, 로드측실(6b)로부터 유출되는 작동유의 유량 Qr을 연산한다.

여기서 Cd는 작동유에 관한 유량 계수, ρ는 당해 작동유의 밀도이다.

3) 상기 로드측실(6b)측의 유출 유량 Qr로부터 헤드측실(6a)로 유입되는 작동유의 유량 Qh를 연산한다. 이 연산은 다음 식 (3)을 사용하여 행할 수 있다.

여기서 Rh, Rr은 각각 헤드측실(6a) 및 로드측실(6b)의 내경, N은 붐 실린더(6)의 개수이다. 즉, 유압 셔블이 단일의 붐 실린더만을 구비하는 경우에는, N＝1, 서로 병설되는 복수의 붐 실린더를 구비하는 경우에는 N≥2로 된다.

4) 상기 헤드측실(6a)로의 유입 유량 Qh를 펌프 용량으로 환산한다. 구체적으로, 당해 유입 유량 Qh에 상당하는 펌프 용량(저감 용량) Vh는, 당해 유입 유량 Qh를 유압 펌프(10)의 회전수 Ne로 제산함으로써(Vh＝Qh/Ne) 얻을 수 있다.

5) 상기 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급을 차단하지 않는 경우로 설정되어야 하는 펌프 용량(통상 펌프 용량) Vo로부터 상기 저감 용량 Vh를 차감한 값을 최종 용량으로 하고, 이 최종 용량이 얻어지도록 유압 펌프(10)의 레귤레이터(11)에 용량 조작 신호를 입력한다. 상기 통상 펌프 용량 Vo는, 종래부터 알려져 있는 다양한 연산 방식으로 결정되는 것이 가능하다. 예를 들어, 붐 조작기(16) 및 아암 조작기(18)의 각 조작량의 증대에 수반하여 펌프 용량을 증대시키는 포지션 컨트롤에 기초하는 연산이나, 펌프 구동 마력을 미리 정해진 특성에 근접시키도록 펌프압 Pp에 기초하여 펌프 용량을 변화시키는 마력 제어에 기초하는 연산, 혹은, 이들 연산에 의해 구해진 값의 저위 선택에 기초하여 결정되어도 된다.

또한, 상기 1)∼3)의 연산은, 붐용 복귀측 유로의 개구 면적 At에 기초하여 실제로 로드측실(6b)에 입력하는 작동유의 유량 Qr을 연산하고, 이 유량을 헤드측실(6a)로 유입되는 작동유의 유량 Qh로 환산하는 것이지만, 이것 대신에, 상기 붐 상승 위치(12a)에서 붐용 컨트롤 밸브(12)가 개통하는 공급측 유로, 즉, 유압 펌프(10)로부터 헤드측실(6a)에 이르는 유로의 개구 면적 As에 기초하여, 공급 전환 밸브(30)가 개방되어 있는 경우에 헤드측실(6a)로 유입될 것인 작동유의 가상 유량 Qh′를 추정 연산해도 된다. 구체적으로는, 상기 1)∼3)의 연산 대신에, 다음의 연산 1′) 및 2′)의 연산이 행해져도 된다.

1′) 붐 상승 조작 신호에 기초하여, 붐용 컨트롤 밸브(12)가 붐 상승 위치(12a)에서 개통하는 공급측 유로의 개구 면적 As를 특정한다. 여기서 말하는 「공급측 유로의 개구 면적 As」도, 공급측 유로에 있어서의 흐름 저항을 교축부의 개구 면적으로 환산한 값이며, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 붐 상승 조작 신호에 대한 상기 개구 면적 As의 특성도 붐용 컨트롤 밸브(12)를 구성하는 방향 전환 밸브의 작동 특성이나 각 유로에서의 압력 손실 등에 의해 결정된다. 따라서, 이 특성에 기초하여 상기 개구 면적 As를 특정하는 것이 가능하다.

2′) 펌프압 센서(40)가 검출하는 펌프압 Pp와 붐 실린더 헤드압 센서(46A)가 검출하는 헤드압 Ph의 차를, 상기 공급측 유로의 전후 차압 ΔPs(＝Pp－Ph)로 하고, 다음 식 (2)′에 기초하여, 공급 전환 밸브(30)가 개방되어 있는 것으로 한 경우에 헤드측실(6a) 내로 유입될 것인 작동유의 가상 유량 Qh′을 추정한다.

또한, 붐 실린더(6)가 자연 신장될 때의 헤드압 Ph는 매우 작으므로, 이것을 0으로 간주하여 ΔPs＝Pp로 해도 된다.

다음으로, 상기 컨트롤러(50)의 제어에 기초하는 구동 장치의 구체적인 작용을 설명한다.

우선, 유압 셔블의 운전 상태가 상기 조건 A∼D 중 어느 하나를 만족시키고 있지 않을 때(도 4의 스텝 S1∼S4 중 어느 하나에서 "아니오"), 컨트롤러(50)의 공급 전환 제어부(54)는 공급 전환 밸브(30)에 전환 지령 신호를 출력하지 않고, 이것을 개통 위치로 유지하고, 또한 펌프 용량 제어부(56)는 통상 운전을 위한 펌프 용량 Vo를 설정한다(스텝 S5). 따라서, 유압 펌프(10)는 통상의 유량으로 작동유를 토출하고, 이 작동유는 그대로 붐용 컨트롤 밸브(12)에 공급된다. 한편, 붐 조작기(16)가 조작되면, 그 조작량에 대응하는 크기의 파일럿압이 붐용 컨트롤 밸브(12)에 있어서 그 조작 방향에 대응하는 파일럿 포트(12c 또는 12d)에 입력되고, 이에 의해 당해 붐용 컨트롤 밸브(12)가 작동하고, 상기 작동유를 상기 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a) 또는 로드측실(6b)로 유도한다. 따라서, 붐 조작기(16)의 조작 내용에 입각한 작동유의 공급이 행해진다. 이것은 아암 실린더(7) 및 아암 조작기(18)에 대해서도 마찬가지이다.

한편, 유압 셔블의 운전 상태가 상기 조건 A∼D의 모두를 만족시키는 경우(스텝 S1∼S4 모두에 있어서 "예"), 상기 공급 전환 제어부(54)는 상기 공급 전환 밸브(30)에 전환 지령 신호를 출력하여 이것을 차단 위치로 전환하고, 상기 유압 펌프(10)로부터 붐 실린더(6)의 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급을 강제 차단하는 한편, 펌프 용량 제어부(56)는 펌프 용량을 상기한 통상 펌프 용량 Vo보다도 상기 저감 용량 Vh[헤드측실(6a)로 유입되는 작동유 유량 Qh 또는 유입될 것인 작동유의 가상 유량 Qh′에 상당하는 펌프 용량]만큼 저감시킨다(스텝 S6).

상기 조건 A∼D를 만족시키는 운전 상태는, 기본적으로는 도 2에 도시하는 바와 같은 굴삭 작업 중에 발생할 수 있다. 즉, 도 2에 도시하는 바와 같이, 붐 상승 조작과 아암 당김 조작이 동시에 행해지는 굴삭 작업에서는, 버킷(5)이 지반으로부터 받는 굴삭 반력이 베이스 머신[도 2에서는 하부 주행체(1) 및 상부 선회체(2)]의 전단부를 부상시키도록 작용하는 한편, 베이스 머신에 작용하는 중력은 상기 굴삭 반력에 저항하여 당해 베이스 머신의 착지 상태를 유지하도록 작용하므로, 붐 실린더(6)에는 이것을 신장시키는 방향의 힘이 가해진다. 이 힘이 일정 이상 커지면, 유압 펌프(10)로부터 헤드측실(6a)에의 작동유의 공급 없이 붐 실린더(6)가 저절로 신장되는 상태로 되고, 당해 공급은 불필요해진다.

상기 조건 A∼D는, 붐 실린더(6)가 이러한 자연 신장 상태에 있는지 여부를 인정하기 위한 조건이며, 이들 조건 A∼D를 만족시키는 경우에 컨트롤러(50)는, 공급 전환 밸브(30)에 의해 작동유의 공급을 차단시킴과 함께, 당해 차단이 없는 경우에 유압 펌프(10)로부터 헤드측실(6a)에 공급될 것인 작동유의 유량에 상당하는 분만큼 당해 유압 펌프(10)의 용량을 저감시킴으로써, 유압 펌프(10)의 필요 동력의 저감을 실현할 수 있다. 이때, 상기 붐 실린더(6)는, 보급용 유로(34)를 통해 탱크 내의 작동유를 헤드측실(6a) 내에 흡입함으로써, 상기 유압 펌프(10)로부터의 작동유의 공급을 받는 일 없이 신장될 수 있다.

또한, 상기 저감 용량 Vh는, 반드시 헤드측실(6a)로의 유입 유량에 상당하는 용량이 아니어도 되고, 예를 들어 일정한 용량으로 정해져도 된다.

Claims

베이스 머신과, 이 베이스 머신에 기복 가능하게 장착되는 붐과, 이 붐의 선단에 회전 가능하게 연결되는 아암을 구비한 건설 기계에 설치되어 당해 붐을 유압에 의해 구동하기 위한 장치이며,
상기 베이스 머신과 상기 붐 사이에 개재하고, 그 신장에 의해 상기 붐을 상승 방향으로 움직이게 하도록 당해 붐 및 상기 베이스 머신에 연결되는 붐 실린더와,
탱크 내의 작동유를 흡입하여 토출하는 가변 용량형의 유압 펌프와,
이 유압 펌프가 토출하는 작동유를 상기 붐 실린더의 헤드측실로 유도하여 당해 붐 실린더를 신장시키는 위치와 당해 유압 펌프가 토출하는 작동유를 상기 붐 실린더의 로드측실로 유도하여 당해 붐 실린더를 수축시키는 위치로 전환 가능한 붐용 컨트롤 밸브와,
이 붐용 컨트롤 밸브에 대해 상기 붐을 상승 방향으로 움직이게 하기 위한 붐 상승 조작이 행해지고 있는 것을 검출하는 붐 상승 조작 검출기와,
상기 붐 실린더의 헤드측실 및 로드측실 중 적어도 로드측실의 압력을 각각 검출하는 붐 실린더 압력 검출기와,
상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 공급을 허용하는 허용 위치와 차단하는 차단 위치로 전환 가능한 공급 전환 밸브와,
이 공급 전환 밸브가 상기 작동유의 공급을 차단하였을 때에 상기 탱크로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 보급을 허용하도록 당해 탱크와 당해 헤드측실을 연통하는 보급용 유로와,
상기 붐 상승 조작 검출기가 상기 붐 상승 조작을 검출하고, 또한, 상기 붐 실린더 압력 검출기에 의해 검출되는 압력이, 상기 유압 펌프로부터 상기 붐 실린더의 헤드측실에의 작동유의 공급이 없어도 상기 작업 어태치먼트에 작용하는 굴삭 반력이 상기 붐 실린더를 신장시키는 상태라고 판단하기 위해 미리 설정된 신장 인정 조건을 만족시키는 경우에만, 상기 공급 전환 밸브를 상기 차단 위치로 전환함과 함께, 당해 공급 전환 밸브가 상기 허용 위치에 있는 경우에 비해 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는 컨트롤러를 구비하는, 건설 기계의 붐 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 붐 실린더 압력 검출기는, 당해 붐 실린더의 헤드측실 및 로드측실의 각각의 압력을 검출하는 것이며, 상기 신장 인정 조건은, 상기 헤드측실 및 상기 로드측실의 압력에 기초하여 구해지는, 상기 붐 실린더를 신장시키는 실린더 추력이, 미리 설정된 추력 임계값 미만인 것을 포함하는, 건설 기계의 붐 구동 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아암을 당김 방향으로 움직이게 하는 조작인 아암 당김 조작이 행해지고 있는 것을 검출하는 아암 당김 조작 검출기를 구비하고, 상기 컨트롤러가, 상기 붐 상승 조작에 더하여 상기 아암 당김 조작이 검출되어 있는 경우에만, 상기 공급 전환 밸브를 상기 차단 위치로 전환하고, 또한, 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는, 건설 기계의 붐 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 붐 상승 조작 및 상기 아암 당김 조작의 검출 및 상기 신장 인정 조건의 충족에 더하여, 상기 유압 펌프의 토출 압력이 미리 설정된 압력 임계값을 초과하는 경우에만, 상기 공급 전환 밸브를 상기 차단 위치로 전환하고, 또한, 상기 유압 펌프의 용량을 저감시키는, 건설 기계의 붐 구동 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 헤드 실린더의 헤드측실로 유입되는 작동유의 유량을 연산하고, 당해 유량에 상당하는 펌프 용량을 상기 헤드측실에의 작동유의 공급의 차단을 행하지 않는 통상 운전 시에 설정되는 펌프 용량으로부터 감한 것을 상기 유압 펌프의 실제의 용량으로서 지령하는, 건설 기계의 붐 구동 장치.