KR20170084079A

KR20170084079A - 작업기계

Info

Publication number: KR20170084079A
Application number: KR1020177012642A
Authority: KR
Inventors: 요시미쯔 유자와
Original assignee: 스미토모 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-07-19
Also published as: CN107075838A; JPWO2016076288A1; US10480158B2; CN107075838B; JP6509899B2; EP3219857A4; WO2016076288A1; EP3219857B1; EP3219857A1; US20170241105A1; KR102426641B1

Abstract

그래플(6)과, 그래플(6)을 지지하는 암(5)과, 암(5)을 지지하는 붐(4)과, 붐(4)을 지지하는 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)를 선회 가능한 상태로 탑재하는 하부주행체(1)와, 그래플(6)을 개폐하는 그래플개폐실린더(10)에 작동유를 공급하는 메인펌프(14L)와, 메인펌프(14L)의 토출압을 검출하는 압력센서(S2L)와, 압력센서(S2L)가 검출한 토출압이 소정 압력(TH1)을 상회하는 경우에 메인펌프(14L)로부터 그래플개폐실린더(10)를 향하는 작동유의 유량을 저감시키는 컨트롤러(30)를 갖는다.

Description

작업기계{Work Machine}

본 발명은, 유압액추에이터를 향하는 작동유 중 적어도 일부를 배출하는 릴리프밸브를 구비한 작업기계에 관한 것이다.

선회용 유압모터의 구동을 제어하는 선회용 유압회로를 탑재하는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 선회용 유압회로는, 선회용 유압모터의 2개의 포트에 접속되는 2개의 고압유로와, 이들 2개의 고압유로의 각각과 작동유탱크를 접속하는 메이크업유로를 포함한다. 고압유로와 메이크업유로의 사이에는 고압릴리프밸브가 배치된다. 이 구성에 의하여, 선회용 유압회로는, 유압펌프로부터 공급되는 작동유의 일부를 고압릴리프밸브 경유로 작동유탱크로 배출하면서, 남은 작동유에 의하여 선회용 유압모터를 가속시킨다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-213315호

그러나, 상술한 선회용 유압회로는, 선회용 유압모터를 가속시킬 때에 작동유의 일부를 작동유탱크로 배출함으로써 유압에너지를 불필요하게 소비하고 있다.

상술을 감안하여, 유압액추에이터의 조작 중에 릴리프밸브로부터 배출되는 작동유의 양을 저감시킬 수 있는 작업기계를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 관한 작업기계는, 암과, 상기 암을 지지하는 붐과, 상기 붐을 지지하는 상부선회체와, 상기 상부선회체를 선회 가능한 상태로 탑재하는 하부주행체와, 작동유를 릴리프시키면서 구동하는 유압액추에이터와, 상기 유압액추에이터에 작동유를 공급하는 제1 펌프와, 상기 제1 펌프의 부하를 검출하는 펌프상태검출기와, 상기 펌프상태검출기가 소정 상태를 검출한 경우에 상기 제1 펌프로부터 상기 유압액추에이터를 향하는 작동유의 유량을 저감시키는 컨트롤러를 갖는다.

상술한 수단에 의하여, 유압액추에이터의 조작 중에 릴리프밸브로부터 배출되는 작동유의 양을 저감시킬 수 있는 작업기계가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 작업기계의 측면도이다.
도 2는 도 1의 작업기계의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 작업기계에 탑재되는 유압회로의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 파일럿압조정처리의 일례의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 5는 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 상태를 나타내는 도이다.
도 6은 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 다른 상태를 나타내는 도이다.
도 7은 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 상태를 나타내는 도이다.
도 8은 파일럿압조정이 행해질 때의 각종 물리량의 시간적 추이를 나타내는 도이다.
도 9는 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 또 다른 상태를 나타내는 도이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 관한 작업기계에 대하여 설명한다. 도 1은 작업기계의 측면도이다. 도 1에 나타내는 작업기계의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 개재하여 상부선회체(3)가 탑재된다. 상부선회체(3)에는 어태치먼트가 장착된다. 어태치먼트는, 작업체로서의 붐(4), 암(5), 및 그래플(6)로 구성된다. 구체적으로는, 상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착된다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서 그래플(6)이 장착된다. 붐(4)은 붐실린더(7)로 회전운동되고, 암(5)은 암실린더(8)로 회전운동된다. 그래플(6)은 버킷실린더(그래플틸트용 실린더)(9)로 회전운동되고, 또한 그래플개폐실린더(10)로 클로(6a)가 개폐된다. 버킷실린더(9)는, 그래플(6) 대신에 버킷이 이용되는 경우에 그 버킷을 회전운동시키는 일반적인 유압실린더이며, 본 실시예에서는 그래플(6)을 회전운동(틸트)시키기 위하여 이용된다. 상부선회체(3)에는 캐빈이 마련되고 또한 엔진(11) 등이 탑재된다. 도 1은, 그래플(6)로 작업대상을 잡는 중인 어태치먼트의 상태(A1)와, 그래플(6)로 작업대상을 잡은 후 들어 올릴 때의 어태치먼트의 상태(A2)를 동시에 나타낸다.

도 2는, 도 1의 작업기계의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이며, 기계적 동력계, 고압유압라인, 파일럿라인, 및 전기제어계를 각각 이중선, 실선, 파선(破線), 및 일점쇄선으로 나타낸다.

작업기계의 구동계는, 주로, 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 압력센서(29), 및 컨트롤러(30)를 포함한다.

엔진(11)은 작업기계의 구동원이다. 본 실시예에서는 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 내연기관으로서의 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 입력축에 접속된다.

메인펌프(14)는 고압유압라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급한다. 본 실시예에서는 메인펌프(14)는 사판(斜板)식 가변용량형 유압펌프이다.

레귤레이터(13)는 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다. 본 실시예에서는 레귤레이터(13)는 컨트롤러(30)로부터의 제어신호에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다.

파일럿펌프(15)는 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)에 작동유를 공급한다. 본 실시예에서는 파일럿펌프(15)는 고정용량형 유압펌프이다.

컨트롤밸브(17)는 작업기계에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤밸브(17)는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 그래플개폐실린더(10), 좌측 주행용 유압모터(1A), 우측 주행용 유압모터(1B), 및 선회용 유압모터(2A) 중의 1 또는 복수의 것에 대하여 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 선택적으로 공급한다. 이하에서는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 그래플개폐실린더(10), 좌측 주행용 유압모터(1A), 우측 주행용 유압모터(1B), 및 선회용 유압모터(2A)를 집합적으로 “유압액추에이터”라고 칭한다.

조작장치(26)는, 조작자가 유압액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 본 실시예에서는, 조작장치(26)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 컨트롤밸브(17) 내에 있어서의 제어밸브의 파일럿포트에 공급한다. 구체적으로는, 조작장치(26)는, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 공급한다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 레버 또는 페달의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다.

압력센서(29)는, 조작장치(26)의 조작내용을 검출하기 위한 조작내용검출부의 일례이다. 본 실시예에서는, 압력센서(29)는, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작내용은, 각종 조작레버의 기울기를 검출하는 기울기센서 등, 압력센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다. 구체적으로는, 압력센서(29)는, 좌측 주행레버, 우측 주행레버, 암조작레버, 선회조작레버, 붐조작레버, 그래플틸트조작레버, 그래플개폐페달 등의 조작장치(26)의 각각에 장착된다.

컨트롤러(30)는, 작업기계를 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 CPU, RAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성된다. 컨트롤러(30)는, 각종 기능요소에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내고 RAM에 로드하여, 각종 기능요소에 대응하는 처리를 CPU에 실행시킨다.

컨트롤러(30)는, 압력센서(29)의 출력에 근거하여 조작장치(26)의 각각의 조작내용(예를 들면, 레버조작의 유무, 레버조작방향, 레버조작량 등임)을 전기적으로 검출한다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 도 1의 작업기계에 탑재되는 유압회로의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 도 1의 작업기계에 탑재되는 유압회로의 구성예를 나타내는 도이다. 도 3은, 도 2와 마찬가지로, 고압유압라인, 파일럿라인, 및 전기제어계를 각각 실선, 파선, 및 일점쇄선으로 나타낸다.

메인펌프(14L, 14R)는, 엔진(11)에 의하여 구동되는 가변용량형 유압펌프이며, 도 2의 메인펌프(14)에 대응한다. 본 실시예에서는, 메인펌프(14L)는, 컨트롤밸브(17)를 구성하는 제어밸브(171L~175L)의 각각을 통과하는 센터바이패스유로(21L)를 통하여 작동유탱크(T)까지 작동유를 순환시킨다. 또, 메인펌프(14L)는, 센터바이패스유로(21L)에 평행하게 뻗는 병렬유로(22L)를 통하여 제어밸브(172L~175L)의 각각에 작동유를 공급 가능하다. 마찬가지로, 메인펌프(14R)는, 컨트롤밸브(17)를 구성하는 제어밸브(171R~175R)의 각각을 통과하는 센터바이패스유로(21R)를 통하여 작동유탱크(T)까지 작동유를 순환시킨다. 또, 메인펌프(14R)는, 센터바이패스유로(21R)에 평행하게 뻗는 병렬유로(22R)를 통하여 제어밸브(172R~175R)의 각각에 작동유를 공급 가능하다. 이하에서는, 메인펌프(14L) 및 메인펌프(14R)는, 집합적으로 “메인펌프(14)”로서 참조되는 경우도 있다. 좌우 한 쌍으로 구성되는 다른 구성요소에 대해서도 동일하다.

제어밸브(171L)는, 좌측 주행레버가 조작된 경우에, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌측 주행용 유압모터(1A)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(171R)는, 주행직진밸브로서의 스풀밸브이다. 본 실시예에서는, 주행직진밸브(171R)는, 4포트 2위치의 스풀밸브이며, 제1 밸브위치 및 제2 밸브위치를 갖는다. 제1 밸브위치는, 메인펌프(14L)와 병렬유로(22L)를 연통하는 유로와, 메인펌프(14R)와 제어밸브(172R)를 연통하는 유로를 갖는다. 제2 밸브위치는, 메인펌프(14R)와 병렬유로(22L)를 연통하는 유로와, 메인펌프(14L)와 제어밸브(172R)를 연통하는 유로를 갖는다.

제어밸브(172L)는, 그래플개폐페달(26A)이 조작된 경우에, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 그래플개폐실린더(10)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(172R)는, 우측 주행레버가 조작된 경우에, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 우측 주행용 유압모터(1B)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(173L)는, 선회조작레버가 조작된 경우에, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(173R)는, 그래플틸트조작레버가 조작된 경우에, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)로 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(174L, 174R)는, 붐조작레버가 조작된 경우에, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(174L)는, 붐조작레버가 소정의 레버조작량 이상으로 붐상승방향으로 조작된 경우에, 작동유를 추가적으로 붐실린더(7)에 공급한다.

제어밸브(175L, 175R)는, 암조작레버가 조작된 경우에, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175R)는, 암조작레버가 소정의 레버조작량 이상으로 조작된 경우에, 작동유를 추가적으로 암실린더(8)에 공급한다.

좌측 주행용 유압모터(1A), 그래플개폐실린더(10), 선회용 유압모터(2A), 암실린더(8)의 각각으로부터 유출되는 작동유는, 복귀유로(23L)를 통하여 작동유탱크(T)로 배출된다. 마찬가지로, 우측 주행용 유압모터(1B), 버킷실린더(9), 붐실린더(7)의 각각으로부터 유출되는 작동유는, 복귀유로(23R)를 통하여 작동유탱크(T)로 배출된다. 암실린더(8)로부터 유출되는 작동유의 일부는 복귀유로(23R)를 통하여 작동유탱크(T)로 배출되는 경우도 있다.

센터바이패스유로(21L, 21R)는 각각, 가장 하류에 있는 제어밸브(175L, 175R)와 작동유탱크(T)의 사이에 네거티브컨트롤스로틀(20L, 20R)을 구비한다. 이하에서는, 네거티브컨트롤을 “네거컨”이라고 약칭한다. 네거컨스로틀(20L, 20R)은, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유의 흐름을 제한하여 네거컨스로틀(20L, 20R)의 상류에서 네거컨압을 발생시킨다. 컨트롤러(30)는, 이 네거컨압을 이용하여 네거컨제어를 실행한다. 구체적으로는, 네거컨스로틀(20L, 20R)에 의하여 발생시킨 네거컨압이 낮을수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시킨다. 네거컨스로틀(20L, 20R)에 의하여 발생시킨 네거컨압이 소정 압력을 상회한 경우에 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 소정의 하한값까지 저감시킨다.

릴리프밸브(50)는, 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버의 압력을 소정의 폐쇄릴리프압 이하로 제어하는 밸브이다.

로드체크밸브(51)는, 그래플개폐실린더(10)에 있어서의 작동유가 병렬유로(22L)로 역류하는 것을 방지하는 밸브이다.

그래플개폐페달(26A)은, 조작장치(26) 중 하나이며, 제어밸브(172L)의 우측(그래플폐쇄측) 파일럿포트에 작용하는 파일럿압(이하, “그래플폐쇄파일럿압”이라고 함), 및 제어밸브(172L)의 좌측(그래플개방측) 파일럿포트에 작용하는 파일럿압(이하, “그래플개방파일럿압”이라고 함)을 생성한다. 본 실시예에서는, 전단측(발끝측)이 밟힌 경우에 그래플폐쇄파일럿압을 증대시켜 제어밸브(172L)를 우방으로 이동시키고, 후단측(발뒤꿈치측)이 밟힌 경우에 그래플개방파일럿압을 증대시켜 제어밸브(172L)를 좌방으로 이동시킨다. 또, 밟기가 해제된 경우에 제어밸브(172L)를 중립위치로 되돌린다.

감압밸브(55A)는, 그래플개폐페달(26A)이 생성하는 그래플폐쇄파일럿압을 조정하는 밸브이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류의 크기에 따라 그래플폐쇄파일럿압을 조정한다. 구체적으로는, 감압밸브(55A)는, 그래플폐쇄파일럿압을 1차압으로서 받아, 조정 후 파일럿압을 2차압으로서 제어밸브(172L)의 우측(그래플폐쇄측) 파일럿포트에 작용시킨다. 감압밸브(55A)는, 제어전류가 클수록 2차압을 저감시킨다.

압력센서(S1L, S1R)는, 네거컨스로틀(20L, 20R)의 상류에서 발생한 네거컨압을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 네거컨압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

압력센서(S2L, S2R)는, 유압펌프의 부하를 검출하는 펌프상태검출기의 일례이다. 본 실시예에서는, 압력센서(S2L, S2R)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 토출압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

압력센서(S3)는, 그래플(6)의 상태를 검출하는 그래플상태검출기의 일례이다. 본 실시예에서는, 압력센서(S3)는, 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버의 압력(이하, “그래플보텀압”이라고 함)을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 그래플보텀압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

압력센서(S4)는, 압력센서(29) 중 하나이며, 그래플폐쇄파일럿압을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 그래플폐쇄파일럿압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

압력센서(S5)는, 압력센서(29) 중 하나이며, 제어밸브(174L)의 우측(붐상승측) 파일럿포트, 및 제어밸브(174R)의 좌측(붐상승측) 파일럿포트에 작용하는 파일럿압(이하, “붐상승파일럿압”이라고 함)을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 붐상승파일럿압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

컨트롤러(30)는, 압력센서(29, S1L, S1R, S2L, S2R, S3, S4, S5) 등의 출력을 받아, 메인펌프(14L, 14R)의 각각의 토출량을 조정하는 프로그램, 그래플폐쇄파일럿압을 조정하는 프로그램 등을 CPU에 실행시킨다.

컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)에 관련된 유압액추에이터(예를 들면 그래플개폐실린더(10))와 메인펌프(14R)에 관련된 유압액추에이터(예를 들면 붐실린더(7))가 모두 풀레버/풀페달로 계속적으로 조작되고 있는 경우, 메인펌프(14L)의 토출량 L1과 메인펌프(14R)의 토출량 L2를 동일하게 한다. 이하에서는, 이 방식을 “토출량 동조방식”이라고 한다. 풀레버/풀페달은, 예를 들면 레버/페달의 중립상태에서의 조작량을 0%로 하고, 최대조작상태에서의 조작량을 100%로 한 경우의 80% 이상의 조작량으로 조작되고 있는 상태를 의미한다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 그래플(6)의 폐쇄조작 시에 컨트롤러(30)가 그래플폐쇄파일럿압을 조정하는 처리(이하, “파일럿압조정처리”라고 함)의 일례에 대하여 설명한다. 도 4는 파일럿압조정처리의 일례의 흐름을 나타내는 플로차트이며, 컨트롤러(30)는, 그래플폐쇄조작 중에 소정의 제어주기로 반복하여 이 파일럿압조정처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)는, 그래플보텀압이 소정 압력 TH1보다 큰지를 판정한다(스텝 ST1). 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, 압력센서(S3)의 출력인 그래플보텀압과 ROM 등에 미리 기억된 소정 압력 TH1을 비교하여 그래플보텀압이 소정 압력 TH1보다 큰지 여부를 판정한다. 소정 압력 TH1은 폐쇄릴리프압에 근거하여 미리 설정되는 압력이며, 예를 들면 폐쇄릴리프압보다 약간 낮은 압력으로 설정된다.

그래플보텀압이 소정 압력 TH1보다 크다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 컨트롤러(30)는 메인펌프(14L)의 토출압 P1이 소정 압력 TH1보다 큰지를 판정한다(스텝 ST2). 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, 압력센서(S2L)의 출력인 메인펌프(14L)의 토출압 P1과 소정 압력 TH1을 비교하여 토출압 P1이 소정 압력 TH1보다 큰지 여부를 판정한다.

토출압 P1이 소정 압력 TH1보다 크다고 판정한 경우(스텝 ST2의 YES), 컨트롤러(30)는 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 저감시킨다(스텝 ST3). PC 개구면적은, 메인펌프(14L)와 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버를 접속하는 제어밸브(172L) 내의 유로의 단면적을 의미한다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 감압밸브(55A)에 대한 제어전류를 증대시킨다. 감압밸브(55A)는, 제어전류가 증대됨에 따라, 제어밸브(172L)의 우측(그래플폐쇄측) 파일럿포트에 작용하는 조정 후 파일럿압을 저감시킨다.

토출압 P1이 소정 압력 TH1 이하라고 판정한 경우(스텝 ST2의 NO), 컨트롤러(30)는, 토출압 P1이 소정 압력 TH2보다 큰지를 판정한다(스텝 ST4). 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, 압력센서(S2L)의 출력인 토출압 P1과 ROM 등에 미리 기억된 소정 압력 TH2를 비교하여 토출압 P1이 소정 압력 TH2보다 큰지 여부를 판정한다. 소정 압력 TH2는 소정 압력 TH1 이하의 압력으로 설정된다.

토출압 P1이 소정 압력 TH2보다 크다고 판정한 경우(스텝 ST4의 YES), 컨트롤러(30)는 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 그때의 상태로 유지한다(스텝 ST5). 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, 감압밸브(55A)에 대한 제어전류의 크기를 그때의 크기로 고정한다. 감압밸브(55A)는, 제어밸브(172L)의 우측(그래플폐쇄측) 파일럿포트에 작용하는 조정 후 파일럿압의 크기를 현재의 크기로 유지한다. 이와 같이, 컨트롤러(30)는, 토출압 P1이 소정 압력 TH2보다 큰지 여부로 PC 개구면적의 증감을 전환하는 것이 아니라, 토출압 P1이 소정 압력 TH2보다 큰 경우에 PC 개구면적을 그때의 상태로 유지한다. 그리고, PC 개구면적을 저감시키는 조건을 소정 압력 TH2 이외의 압력을 이용하여 정하도록 한다. 이와 같은 히스테리시스제어를 이용하여 감압밸브(55A)를 제어함으로써 제어밸브(172L)의 이동방향이 빈번하게 전환되는 것을 방지할 수 있다.

토출압 P1이 소정 압력 TH2 이하라고 판정한 경우(스텝 ST4의 NO), 컨트롤러(30)는 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 증대시킨다(스텝 ST6). 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, 감압밸브(55A)에 대한 제어전류를 저감시킨다. 감압밸브(55A)는, 제어전류가 저감됨에 따라, 제어밸브(172L)의 우측(그래플폐쇄측) 파일럿포트에 작용하는 조정 후 파일럿압을 증대시킨다. 그 결과, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적은 서서히 증대한다. 그리고, 제어밸브(172L)는 최종적으로는 그래플개폐페달(26A)이 생성한 그래플폐쇄파일럿압을 우측(그래플폐쇄측) 파일럿포트로 받아 우측 위치로 이동한다.

그래플보텀압이 소정 압력 TH1 이하라고 판정한 경우(스텝 ST1의 NO), 컨트롤러(30)는 감압밸브(55A)에 의한 파일럿압조정을 중지시킨다(스텝 ST7).

컨트롤러(30)는, 그래플(6)의 폐쇄조작이 중지된 경우에도 감압밸브(55A)에 의한 파일럿압조정을 중지시킨다.

도 5는 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 상태를 나타내는 도이며, 도면 중의 굵은 실선 화살표는 작동유의 흐름방향을 나타낸다. 도면 중의 굵은 점선은 작동유의 압력이 소정 압력 TH1과 대략 동등한 상태를 나타낸다. 메인펌프(14L)의 토출압 P1은 소정 압력 TH1보다 작다. 도면 중의 해칭은, 제어밸브(172L)가 파일럿압조정에 의하여 중립위치와 우측 위치의 사이의 중간위치에 있는 것을 나타낸다.

구체적으로는, 도 5는 그래플(6)의 폐쇄조작이 단독으로 행해진 경우의 유압회로의 상태를 나타내며, 예를 들면 어태치먼트가 도 1의 상태 A1일 때에 그래플(6)의 폐쇄조작이 단독으로 행해져 그래플(6)이 작업대상을 잡은 후(클로(6a)의 폐쇄방향으로의 움직임이 멈춘 후)의 유압회로의 상태를 나타낸다. 도 5의 상태에 이르기 전, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버에 유입되어, 보텀측 오일챔버에 접속된 유로 내 및 병렬유로(22L) 내의 작동유(도 5의 굵은 점선 부분 참조)의 압력을 소정 압력 TH1까지 증대시킨다. 컨트롤러(30)는 네거컨제어에 의하여 메인펌프(14L)의 토출량 L1을 증대시킨다. 제어밸브(172L)가 센터바이패스유로(21L)를 차단하여 네거컨압이 저하되기 때문이다. 그래플(6)이 작업대상을 잡을 때까지는, 즉 클로(6a)의 폐쇄방향으로의 움직임이 멈출 때까지는, 그래플보텀압이 소정 압력 TH1에 도달하는 경우는 없다. 클로(6a)가 폐쇄방향으로 움직일 때에 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버가 커져, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 받아들이기 때문이다. 그래플보텀압은, 그래플(6)이 작업대상을 압축함에 따라, 즉 클로(6a)의 폐쇄방향으로의 움직임이 느려짐에 따라 증대한다. 그리고, 그래플보텀압이 소정 압력 TH1에 도달하면 보텀측 오일챔버에 대한 작동유의 유입이 멈추어, 클로(6a)의 폐쇄방향으로의 움직임이 정지한다. 따라서, 그래플보텀압이 소정 압력 TH1보다 높은 상태는, 그래플(6)이 작업대상을 다 잡은 후의 상태를 나타낸다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 파일럿압조정에 의하여 메인펌프(14L)의 토출압 P1이 소정 압력 TH1(＜폐쇄릴리프압) 이하가 될 때까지는 감압밸브(55A)에 대한 제어전류의 크기를 증대시켜 제어밸브(172L)를 중립위치로 되돌아가는 방향으로 이동시킨다. 그리고, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 저감시키고 또한 PT 개구면적을 증대시킨다. 이로 인하여, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는 제어밸브(172L)의 PT 개구 및 센터바이패스유로(21L)를 통과하여 작동유탱크(T)로 배출된다. 또, 컨트롤러(30)는 네거컨제어에 의하여 메인펌프(14L)의 토출량 L1을 저감시킨다. 제어밸브(172L)의 PT 개구를 통과하는 작동유에 의하여 네거컨압이 증대하기 때문이다. 그 결과, 메인펌프(14L)의 토출압 P1은 작아진다.

그 후, 컨트롤러(30)는 메인펌프(14L)의 토출압 P1이 소정 압력 TH1 이하가 되면 감압밸브(55A)에 대한 제어전류의 크기를 고정시켜 제어밸브(172L)를 정지시킨다. 그 결과, 유압회로는 도 5에 나타내는 상태에 이르고, 컨트롤러(30)는 릴리프밸브(50)로부터 작동유가 배출되는 것을 방지하며, 또한 센터바이패스유로(21L)를 통과하여 작동유탱크(T)에 유출되는 작동유의 양을 저감시킬 수 있다. 토출압 P1이 소정 압력 TH1 이하가 되어도 그래플보텀압은 저하되지 않는다. 로드체크밸브(51)에 의하여 그래플개폐실린더(10)에 있어서의 작동유가 병렬유로(22L)로 역류하는 것이 방지되기 때문이다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 다른 상태에 대하여 설명한다. 도면 중의 굵은 실선 화살표는 작동유의 흐름방향을 나타내고, 굵은 실선이 굵을수록 작동유의 유량이 큰 것을 나타낸다. 도면 중의 해칭은, 제어밸브(172L)가 파일럿압조정에 의하여 중립위치와 우측 위치의 사이의 중간위치에 있는 것을 나타낸다.

구체적으로는, 도 6은, 도 5에 나타내는 상태에 있어서 그래플(6)의 폐쇄조작과 붐(4)의 상승조작의 복합조작이 행해진 경우의 유압회로의 상태를 나타내며, 예를 들면 어태치먼트가 도 1의 상태 A2에 있을 때의 유압회로의 상태를 나타낸다. 또, 붐실린더(7)의 보텀측 오일챔버에 있는 작동유의 압력(이하, “부하압”이라고 함)이 폐쇄릴리프압보다 큰 경우의 상태를 나타낸다. 이 경우, 메인펌프(14L)의 토출압 P1은 폐쇄릴리프압, 즉 소정 압력 TH1보다 커진다. 이로 인하여, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는 제어밸브(172L) 및 릴리프밸브(50)를 통과하여 작동유탱크(T)로 배출되어 버린다.

따라서, 컨트롤러(30)는, 파일럿압조정에 의하여 감압밸브(55A)에 대한 제어전류의 크기를 증대시켜 제어밸브(172L)를 중립위치로 되돌아가는 방향으로 이동시킨다. 그리고, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 저감시키고 또한 PT 개구면적을 증대시킨다. 메인펌프(14L)로부터의 작동유는 제어밸브(172L)의 PT 개구 및 센터바이패스유로(21L)를 통과하여 작동유탱크(T)로 배출되는 경우는 없다. 제어밸브(174L)에 의하여 센터바이패스유로(21L)가 차단되어 있기 때문이다. 그 결과, 릴리프밸브(50)로부터 작동유가 배출되는 것을 억제 혹은 방지하고, 또한 병렬유로(22L) 및 제어밸브(174L)를 통과하여 붐실린더(7)의 보텀측 오일챔버에 유입되는 작동유의 양을 증대시킬 수 있다.

컨트롤러(30)는 메인펌프(14L)의 토출압 P1이 소정 압력 TH2 이하가 되면 감압밸브(55A)에 대한 제어전류의 크기를 저감시켜 제어밸브(172L)를 우측 위치를 향하여 이동시킨다. 그리고, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 증대시키고 또한 PT 개구면적을 저감시킨다. 단, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적이 증대해도 그래플보텀압은 저하되지 않는다. 로드체크밸브(51)에 의하여 그래플개폐실린더(10)에 있어서의 작동유가 병렬유로(22L)로 역류하는 것이 방지되기 때문이다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 또 다른 상태에 대하여 설명한다. 도면 중의 굵은 실선 화살표는 작동유의 흐름방향을 나타낸다. 도면 중의 굵은 점선은 작동유의 압력이 소정 압력 TH1과 대략 동등한 상태를 나타낸다.

구체적으로는, 도 7은, 도 6에 나타내는 상태에 있어서 그래플(6)의 폐쇄조작과 붐(4)의 상승조작의 복합조작이 더 계속된 경우의 유압회로의 상태를 나타내며, 예를 들면 어태치먼트의 선회 반경이 소정값 미만이 되었을 때의 유압회로의 상태를 나타낸다. 또, 붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압보다 작은 경우의 상태를 나타낸다. 이 경우, 메인펌프(14L)의 토출압 P1은 폐쇄릴리프압보다 작고 소정 압력 TH1보다 작다. 이로 인하여, 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버에 접속된 유로 내의 작동유(도 7의 굵은 점선 부분 참조)는, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적의 크기에 관계없이, 로드체크밸브(51)에 의하여 병렬유로(22L) 내로의 흐름이 차단된다. 토출압 P1이 변화해도 그래플보텀압은 변화하지 않는다. 이로 인하여, 그래플보텀압이 소정 압력 TH1보다 큰 경우에 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 저감시키는 파일럿압조정을 채용하면, PC 개구면적은 파일럿압조정에 의하여 무제한으로 저감되어 버린다.

따라서, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)의 토출압 P1이 소정 압력 TH1 이하이면 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 그 상태로 유지하고, 토출압 P1이 소정 압력 TH2 이하이면 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 증대시킨다. 즉, 제어밸브(172L)의 PC 개구면적이 저감된 채로 되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 이로 인하여, 그래플(6)이 잡고 있는 작업대상에 부하 시프트가 발생하여 굵은 점선 부분의 작동유의 압력 즉 그래플보텀압이 메인펌프(14L)의 토출압 P1 미만으로 저하된 경우이더라도, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는 로드체크밸브(51) 및 제어밸브(172L)를 통과하여 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버에 신속하게 유입될 수 있다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 그래플(6)이 잡고 있는 작업대상에 부하 시프트가 발생했을 때에도 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버에 충분한 작동유를 신속히 공급함으로써 그래플(6)의 조임증대를 신속하게 실현할 수 있다.

이와 같이, 컨트롤러(30)는, 그래플보텀압이 소정 압력 TH1을 상회하는 경우에는 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 자동적으로 저감시킨다. 이로 인하여, 메인펌프(14L)로부터의 작동유를 릴리프밸브(50) 경유로 배출시키는 대신에 센터바이패스유로(21L)를 통과시켜, 네거컨제어에 의하여 토출량 L1을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 그래플폐쇄조작이 계속되는 경우에 불필요하게 배출되는 작동유의 양을 저감시킬 수 있다.

붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압 이상인 경우이더라도, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)로부터의 작동유가 릴리프밸브(50)를 통하여 배출되는 것을 억제하면서, 메인펌프(14L)로부터의 작동유를 붐실린더(7)에 유입시킬 수 있다. 구체적으로는, 합류로(54)를 통하여 메인펌프(14L)로부터의 작동유를 메인펌프(14R)로부터의 작동유에 합류시켜 붐실린더(7)에 유입시킬 수 있다. 그 결과, 붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압 이상인 경우이더라도, 붐실린더(7)에 유입되는 작동유의 양을 증대시킬 수 있어, 그래플폐쇄조작과 붐상승조작의 복합조작 시에 붐(4)의 상승속도가 둔화되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압보다 낮은 경우, 즉 로드체크밸브(51)의 존재에 의하여 그래플보텀압이 변화하지 않는 경우이더라도, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)의 토출압 P1의 크기에 따라 파일럿압조정을 실행할 수 있다. 이로 인하여, 그래플폐쇄조작과 붐상승조작의 복합조작 중에 붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압보다 작아지고, 또한 그래플(6)이 잡고 있는 작업대상에 부하 시프트가 발생한 경우이더라도 그래플개폐실린더(10)의 보텀측 오일챔버에 충분한 작동유를 신속히 공급함으로써 그래플(6)의 조임증대를 신속하게 실현할 수 있다.

다음으로, 도 8을 참조하여, 파일럿압조정이 행해질 때의 각종 물리량의 시간적 추이에 대하여 설명한다. 도 8은 파일럿압조정이 행해질 때의 각종 물리량의 시간적 추이를 나타낸다. 구체적으로는, 도 8은, 그래플폐쇄조작의 ON/OFF 상태, 붐상승조작의 ON/OFF 상태, 메인펌프(14L)의 토출량 L1, 메인펌프(14R)의 토출량 L2, 및 붐유량의 시간적 추이를 나타낸다. 그래플폐쇄조작의 ON상태는 그래플개폐실린더(10)를 풀페달로 조작하는 상태를 의미하고, 붐상승조작의 ON상태는 붐실린더(7)를 풀레버로 조작하는 상태를 의미한다. 붐유량은 붐실린더(7)의 보텀측 오일챔버에 유입되는 작동유의 유량을 의미한다. 도 8의 실선은 파일럿압조정이 실행될 때의 시간적 추이를 나타내며, 파선은 파일럿압조정이 실행되지 않을 때의 시간적 추이를 비교대상으로 하여 나타낸다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 시각 t1에 있어서 그래플폐쇄조작이 ON상태가 되면, 컨트롤러(30)는 파일럿압조정을 개시한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 압력센서(S2L)의 출력인 토출압 P1이 소정 압력 TH1보다 높고, 또한 압력센서(S3)의 출력인 그래플보텀압이 소정 압력 TH1보다 높은 것을 검출하면, 파일럿압조정을 개시하여 제어밸브(172L)의 PC 개구면적을 저감시키고 또한 PT 개구면적을 증대시킨다.

그 결과, 메인펌프(14L)의 토출량 L1은, 관련된 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않을 때에 채용되는 하한값 Lmin으로부터, 전체마력제어에 의하여 정해지는 상한값 Lmax1로 증대된 후, 네거컨제어에 의하여 정해지는 유량 Ln으로 저감된다. 그래플보텀압이 소정 압력 TH1을 넘으면 파일럿압조정이 실행되기 때문이다. 메인펌프(14R)의 토출량 L2는 관련된 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않을 때에 채용되는 하한값 Lmin이다. 전체마력제어는, 메인펌프(14)의 합계흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 넘지 않도록 토출량 L1, L2를 결정하는 제어이다. 구체적으로는, 합계흡수마력 T는, T=k×(P1×L1＋P2×L2)로 나타난다. k는 계수이다. 합계흡수마력 T를 일정하게 유지하는 경우, 상한값 Lmax1은 (T/k-P2×L2)/P1로 나타난다.

PT 개구면적이 증대되면, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 센터바이패스유로(21L)를 통과하여 작동유탱크(T)로 배출되고, 릴리프밸브(50)를 통과하여 작동유탱크(T)로 배출되는 경우는 없다.

그 후, 시각 t2에 있어서 붐상승조작이 ON상태가 되면, 네거컨제어가 정지되고 전체마력제어가 실행된다. 그 결과, 메인펌프(14L)의 토출량 L1은, 전체마력제어에 의하여 정해지는 상한값 Lmax2(＜Lmax1)까지 증대된다. 토출량 동조방식에서는, 붐(4)과 그래플(6)이 모두 풀레버/풀페달로 계속적으로 조작되고 있는 경우, L1=L2=Lmax2가 되기 때문에, 상한값 Lmax2는 T/(k×(P1＋P2))로 나타난다. 메인펌프(14R)의 토출량 L2도 메인펌프(14L)의 토출량 L1과 동일한 토출량 Lmax2가 된다.

그 결과, 붐유량은, 릴리프밸브(50)로부터 배출되는 유량 Ld를, 메인펌프(14L)의 토출량 Lmax2와 메인펌프(14R)의 토출량 Lmax2의 합계로부터 뺀 값 Lb가 된다.

파일럿압조정이 실행되지 않는 경우에는, 시각 t1에 있어서 그래플폐쇄조작이 ON상태가 되면, 메인펌프(14L)의 토출량 L1은, 파선으로 나타내는 바와 같이, 하한값 Lmin으로부터 상한값 Lmax1로 증대된 후, 상한값 Lmax1인 상태로 추이한다. 전체마력제어가 계속되어 네거컨제어가 개시되지 않기 때문이다. 시각 t1부터 시각 t2에서는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는 릴리프밸브(50)를 통과하여 작동유탱크(T)로 배출된다.

그 후, 시각 t2에 있어서 붐상승조작이 ON상태가 되면, 메인펌프(14L)의 토출량 L1은, 토출량 동조방식에 있어서의 전체마력제어에 의하여 메인펌프(14R)의 토출량 L2와 동일한 유량 Lp까지 저감된다. 붐유량도 유량 Lp로 제한된다. 붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압보다 높은 경우, 메인펌프(14L)로부터의 작동유와 메인펌프(14R)로부터의 작동유를 합류시킬 수 없기 때문이다. 구체적으로는, 메인펌프(14L)의 토출압 P1을 붐실린더(7)의 부하압까지 증대시켰다고 해도, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는 릴리프밸브(50)로부터 배출되어 버리기 때문이다.

이와 같이, 파일럿압조정이 실행되지 않는 경우, 붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압보다 높으면, 붐유량은 유량 Lp로 제한되어, 붐(4)의 상승속도는 파일럿압조정이 실행되는 경우에 비하여 느려진다.

이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 그래플(6)의 단독폐쇄조작이 행해지는 경우에 릴리프밸브(50)로부터 불필요하게 배출되는 작동유의 양을 저감시킬 수 있다.

또, 컨트롤러(30)는, 그래플(6)의 폐쇄조작과 붐(4)의 상승조작의 복합조작 중, 붐실린더(7)의 부하압이 폐쇄릴리프압보다 높은 경우이더라도, 릴리프밸브(50)를 통한 작동유의 배출을 억제하거나 혹은 방지하면서, 메인펌프(14L)로부터의 작동유를 메인펌프(14R)로부터의 작동유에 합류시켜 붐실린더(7)에 유입시킬 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하여, 그래플의 폐쇄조작 이외에 파일럿압조정을 이용하는 경우에 대하여 설명한다. 도 9는, 파일럿압조정이 개시되었을 때의 도 3의 유압회로의 또 다른 상태를 나타내는 도이다. 도 9는, 그래플개폐페달(26A), 감압밸브(55A), 및 압력센서(S4)를 도시하지 않은 대신에 선회조작레버(26B), 감압밸브(55B), 및 압력센서(S6)를 도시한 점과, 선회용 유압모터(2A)를 포함하는 선회유압회로의 상세를 도시한 점에서 도 3의 유압회로와 상이하지만 그 외의 점에서 공통된다. 이로 인하여, 새롭게 도시한 부분을 상세하게 설명한다.

선회조작레버(26B)는, 조작장치(26) 중 하나이며, 제어밸브(173L)의 우측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압(이하, “우선회파일럿압”이라고 함), 및 제어밸브(173L)의 좌측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압(이하, “좌선회파일럿압”이라고 함)을 생성한다.

감압밸브(55B)는, 선회조작레버(26B)가 생성하는 우선회파일럿압을 조정하는 밸브이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류의 크기에 따라 우선회파일럿압을 조정한다. 구체적으로는, 감압밸브(55B)는, 우선회파일럿압을 1차압으로서 받아, 조정 후 파일럿압을 2차압으로서 제어밸브(173L)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다. 감압밸브(55B)는, 제어전류가 클수록 2차압을 저감시킨다. 좌선회파일럿압을 조정하는 감압밸브(도시하지 않음)에 대해서도 동일하다.

압력센서(S6)는, 압력센서(29) 중 하나이며, 우선회파일럿압을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 우선회파일럿압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 좌선회파일럿압을 검출하는 압력센서(도시하지 않음)에 대해서도 동일하다.

선회유압회로는, 선회기구(2)를 구동하기 위한 유압회로이며, 선회용 유압모터(2A), 선회릴리프밸브(60L, 60R), 체크밸브(61L, 61R), 압력센서(S7L, S7R)를 포함한다.

선회릴리프밸브(60L)는, 선회용 유압모터(2A)의 좌측 포트(2AL)측의 작동유의 압력을 소정의 선회릴리프압 이하로 제어하는 밸브이다. 선회릴리프밸브(60R)는, 선회용 유압모터(2A)의 우측 포트(2AR)측의 작동유의 압력을 소정의 선회릴리프압 이하로 제어하는 밸브이다.

체크밸브(61L)는, 선회용 유압모터(2A)의 좌측 포트(2AL)측의 작동유의 압력을 작동유탱크(T)에 있는 작동유의 압력 이상으로 유지하는 밸브이다. 체크밸브(61R)는, 선회용 유압모터(2A)의 우측 포트(2AR)측의 작동유의 압력을 작동유탱크(T)에 있는 작동유의 압력 이상으로 유지하는 밸브이다.

압력센서(S7L, S7R)는, 선회용 유압모터(2A)의 상태를 검출하는 상태검출기의 일례이다. 본 실시예에서는, 압력센서(S7L)는, 선회용 유압모터(2A)의 좌측 포트(2AL)측의 작동유의 압력(이하, “좌측 포트압”이라고 함)을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 좌측 포트압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 압력센서(S7R)는, 선회용 유압모터(2A)의 우측 포트(2AR)측의 작동유의 압력(이하, “우측 포트압”이라고 함)을 검출하고, 검출한 값을 전기적인 우측 포트압신호로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

도 9는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)의 좌측 포트(2AL)에 유입시켜 선회용 유압모터(2A)를 가속시키는 경우의 유압회로의 상태를 나타낸다. 구체적으로는, 선회조작레버(26B)가 생성한 우선회파일럿압이 제어밸브(173L)의 우측 파일럿포트에 작용하여, 제어밸브(173L)가 좌방으로 이동하고, 메인펌프(14L)로부터의 작동유가 선회용 유압모터(2A)의 좌측 포트(2AL)에 유입되는 상태를 나타낸다.

컨트롤러(30)는, 그래플(6)의 폐쇄조작의 경우와 마찬가지로, 압력센서(S7L)의 출력인 좌측 포트압이 소정 압력 TH3보다 높다고 판정한 경우에, 제어밸브(173L)의 PC 개구면적을 저감시키고 또한 PT 개구면적을 증대시킨다. 소정 압력 TH3은 ROM 등에 미리 기억되는 값이며, 선회릴리프압보다 약간 낮은 압력으로 설정된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 감압밸브(55B)에 대한 제어전류를 증대시킨다. 감압밸브(55B)는, 제어전류가 증대됨에 따라, 제어밸브(173L)의 우측 파일럿포트에 작용하는 조정 후 파일럿압을 저감시킨다. 이로 인하여, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 일부는, 제어밸브(173L)의 PT 개구 및 센터바이패스유로(21L)를 통과하여 작동유탱크(T)에 이른다. 그 결과, 컨트롤러(30)는 네거컨제어에 의하여 메인펌프(14L)의 토출량 L1을 저감시킨다. 좌측 포트압은 소정 압력 TH3으로 유지되어, 선회릴리프밸브(60L)를 통한 작동유의 배출(도면 중의 굵은 점선 화살표 참조)이 억제되거나 혹은 방지된다.

이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 선회가속조작이 단독으로 행해지는 경우에 선회릴리프밸브(60L, 60R)로부터 불필요하게 배출되는 작동유의 양을 저감시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상술한 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 상술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.

예를 들면, 상술한 실시예에서는, 파일럿압조정은, 그래플(6)의 단독폐쇄조작, 그래플(6)의 폐쇄조작과 붐(4)의 상승조작의 복합조작, 또는 선회가속조작이 행해지는 경우에 실행된다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 파일럿압조정은, 그래플(6)의 폐쇄조작과 암(5)의 개방조작의 복합조작, 그래플(6)의 폐쇄조작과 선회가속조작의 복합조작, 선회가속조작과 붐(4)의 상승조작의 복합조작 등, 그래플(6)의 폐쇄조작 및 선회가속조작 중 적어도 한쪽을 포함하는 다른 복합조작이 행해지는 경우에 실행되어도 된다. 또, 그래플(6)의 폐쇄조작에 관한 파일럿압조정과 선회가속조작에 관한 파일럿압조정이 동시에 실행되어도 된다.

상술한 실시예에서는, 파일럿압조정은, 그래플개폐실린더(10)를 갖는 작업기계에서 실행된다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 파일럿압조정은, 작동유를 릴리프시키면서 구동하는 다른 유압액추에이터를 갖는 작업기계에서 실행되어도 된다. 예를 들면, 그래플(6) 대신에 버킷을 갖고 또한 선회용 유압모터를 갖는 쇼벨에서 선회가속조작이 행해지는 경우에 실행되어도 된다.

본원은, 2014년 11월 10일에 출원한 일본 특허출원 2014-228404호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1: 하부주행체
1A, 1B: 주행용 유압모터
2: 선회기구
2A: 선회용 유압모터
3: 상부선회체
4: 붐
5: 암
6: 그래플
7: 붐실린더
8: 암실린더
9: 버킷실린더
10: 그래플개폐실린더
11: 엔진
13, 13L, 13R: 레귤레이터
14, 14L, 14R: 메인펌프
15: 파일럿펌프
17: 컨트롤밸브
20L, 20R: 네거티브컨트롤스로틀
21L, 21R: 센터바이패스유로
22L, 22R: 병렬유로
23L, 23R: 복귀유로
26: 조작장치
26A: 그래플개폐페달
26B: 선회조작레버
29: 압력센서
30: 컨트롤러
50: 릴리프밸브
51: 로드체크밸브
54: 합류로
55A, 55B: 감압밸브
60L, 60R: 선회릴리프밸브
61L, 61R: 체크밸브
171L~175L, 171R~175R: 제어밸브
S1L, S1R, S2L, S2R, S3, S4, S5, S6, S7L, S7R: 압력센서
T: 작동유탱크

Claims

암과,
상기 암을 지지하는 붐과,
상기 붐을 지지하는 상부선회체와,
상기 상부선회체를 선회 가능한 상태로 탑재하는 하부주행체와,
작동유를 릴리프시키면서 구동하는 유압액추에이터와,
상기 유압액추에이터에 작동유를 공급하는 제1 펌프와,
상기 제1 펌프의 부하를 검출하는 펌프상태검출기와,
상기 펌프상태검출기가 소정 상태를 검출한 경우에 상기 제1 펌프로부터 상기 유압액추에이터를 향하는 작동유의 유량을 저감시키는 컨트롤러를 갖는, 작업기계.
제 1 항에 있어서,
상기 유압액추에이터는 상기 암에 지지된 그래플을 개폐하는 유압액추에이터인, 작업기계.
제 2 항에 있어서,
붐실린더에 작동유를 공급하는 제2 펌프와,
상기 제1 펌프가 토출하는 제1 작동유와 상기 제2 펌프가 토출하는 제2 작동유를 합류시키는 합류로를 갖는, 작업기계.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 펌프가 토출하는 작동유를 상기 유압액추에이터에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 제어밸브와,
상기 그래플의 폐쇄조작 시에 상기 유압액추에이터를 향하는 작동유 중 적어도 일부를 유출시키는 릴리프밸브를 갖고,
상기 컨트롤러는, 상기 그래플의 폐쇄조작 시에 상기 유압액추에이터를 향하는 작동유의 압력이 상기 릴리프밸브의 릴리프압에 근거하여 미리 설정되는 압력을 넘은 것을 상기 펌프상태검출기가 검출한 경우에, 상기 제어밸브의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 저감시키는, 작업기계.
제 4 항에 있어서,
상기 그래플의 개폐조작을 위한 파일럿압을 생성하는 조작장치와,
상기 파일럿포트와 상기 조작장치의 사이에 배치되는 감압밸브를 갖고,
상기 컨트롤러는, 상기 감압밸브를 제어하여 상기 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 저감시키는, 작업기계.
제 4 항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 펌프상태검출기의 검출값이 소정 압력을 하회한 경우, 저감시키고 있던 파일럿압을 증대시키는, 작업기계.
제 5 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 히스테리시스제어를 이용하여 상기 감압밸브를 제어하는, 작업기계.
제 1 항에 있어서,
상기 유압액추에이터는 선회용 유압모터인, 작업기계.