KR20230142617A - 작업 기계 - Google Patents

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KR20230142617A
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spool
valve
pressure
opening area
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KR1020237031109A
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히로아키 아마노
겐토 구마가이
히로토 오오히라
신지 니시카와
아키히로 나라자키
가츠아키 고다카
Original Assignee
히다치 겡키 가부시키 가이샤
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Abstract

작업 기계는, 펌프로부터의 작동 유체를 액추에이터로 공급하는 메인 회로와, 펌프로부터의 작동 유체의 일부를 제어 밸브의 파일럿 수압부로 유도하는 파일럿 회로와, 펌프와 탱크를 접속하는 블리드 오프 통로를 구비한다. 파일럿 회로에는, 파일럿 1차압을 생성하는 제 1 감압 밸브와, 제어 밸브 및 블리드 오프 밸브로의 파일럿 2차압을 생성하는 제 2, 제 3 감압 밸브가 마련된다. 블리드 오프 밸브의 스풀의 이동 영역은, 스로틀의 개구 면적이 단계적으로 변화되는 제 1 이동 영역과, 스로틀의 개구 면적이 연속적으로 변화되는 제 2 이동 영역을 가진다. 제어 장치는, 액추에이터의 비조작 시에는 스풀을 제 1 이동 영역에 위치시키고, 액추에이터의 조작 시에는 스풀을 제 2 이동 영역에 위치시키도록 제 3 감압 밸브를 제어한다. 블리드 오프 밸브의 스로틀은, 스풀이 제 1 이동 영역에 위치하고 있을 때에, 통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀 구멍을 가진다.

Description

작업 기계
본 발명은, 작업 기계에 관한 것이다.
메인 펌프로부터 토출되는 작동 유체를 파일럿 조작식 제어 밸브에 의해 제어하여 유체 액추에이터에 공급하는 주(主)유체압 회로와, 파일럿 펌프로부터 토출되어 파일럿 릴리프 밸브에 의해 압력 설정된 압유를 전자 비례 감압 밸브에 파일럿 1차압으로서 공급하고, 전자 비례 감압 밸브에 의해 제어된 2차압을 파일럿 조작식 제어 밸브로 유도하는 파일럿계 유체압 회로를 구비하는 작업 기계가 알려져 있다(특허 문헌 1의 도 6 참조). 이와 같은 작업 기계에서는, 오퍼레이터의 수동 조작이 없는 경우여도, 파일럿 펌프로부터 토출된 일정 유량의 작동유가, 파일럿 릴리프 밸브에 의해 탱크에 릴리프되기 때문에, 에너지 소비 효율이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.
특허 문헌 1에서는, 파일럿 릴리프 밸브를 마련하는 것에 의한 에너지 소비 효율의 악화를 개선하기 위해, 펌프로부터 토출된 작동 유체를 파일럿 조작식 제어 밸브에 의해 제어하여 유체압 액추에이터에 공급하는 주유체압 회로와, 주유체압 회로의 펌프로부터 토출된 작동 유체의 일부를 파일럿 조작식 제어 밸브의 파일럿 작용부에 공급하는 파일럿계 유체압 회로를 가지는 유체압 회로 장치가 제안되고 있다.
이 유체압 회로 장치에서는, 펌프와 탱크를 접속하는 바이패스 통로에, 바이패스 시퀀스 밸브가 마련되어 있다. 바이패스 시퀀스 밸브는, 수동 조작 신호가 없을 때에는 무부하 연통 상태로 제어되고, 수동 조작 신호가 있을 때에는 바이패스 시퀀스 밸브의 입구부의 압력이 파일럿 1차압 이상의 압력이 되도록 제어된다.
일본공개특허 특개2001-263304호 공보
펌프로부터 토출되는 작동 유체의 일부를 탱크로 배출하는 블리드 오프 밸브(예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 바이패스 시퀀스 밸브에 상당)에서는, 블리드 오프 밸브를 통과하는 작동 유체의 유량, 압력이 커지면, 밸브체를 구동시키기 위해 필요한 추력이 커진다. 이 경우, 블리드 오프 밸브는, 파일럿 구동식의 것이 채용된다.
그러나, 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브를 특허 문헌 1에 기재된 유체압 회로 장치에 적용한 경우, 수동 조작 신호가 없을 때에는, 블리드 오프 밸브를 무부하 연통 상태로 제어하여 회로압을 저하시키기 때문에, 수동 조작 신호가 발생하였을 때에 블리드 오프 밸브를 구동시키기 위한 파일럿압을 생성할 수 없게 되어 버린다고 하는 문제가 있다. 이 때문에, 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브를 구비하는 작업 기계에 있어서, 조작이 행해지고 있지 않을 때에, 파일럿 1차압의 생성에 필요한 회로압을 안정적으로 확보할 수 있는 작업 기계가 요망되고 있다.
본 발명은, 펌프로부터 메인 회로에 토출되는 작동 유체의 일부를 제어 밸브로 유도하는 파일럿 회로를 가지는 작업 기계에 있어서, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에, 파일럿 1차압의 생성에 필요한 메인 회로의 압력을 안정적으로 확보할 수 있는 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브를 구비한 작업 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의한 작업 기계는, 펌프로부터 토출되는 작동 유체를 액추에이터에 공급하는 메인 회로와, 상기 메인 회로에 마련되며, 상기 펌프로부터 상기 액추에이터에 공급되는 작동 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브와, 상기 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 일부를 상기 제어 밸브의 파일럿 수압부로 유도하는 파일럿 회로와, 상기 파일럿 회로에 마련되며, 상기 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 압력을 감압하여 파일럿 1차압을 생성하는 제 1 감압 밸브와, 상기 파일럿 회로에 마련되며, 상기 파일럿 1차압을 감압하여, 상기 제어 밸브의 파일럿 수압부에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 제 2 감압 밸브와, 상기 펌프와 탱크를 접속하는 블리드 오프 통로와, 상기 블리드 오프 통로에 마련되는 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브와, 상기 파일럿 회로에 마련되며, 상기 파일럿 1차압을 감압하여, 상기 블리드 오프 밸브의 파일럿 수압부에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 제 3 감압 밸브와, 상기 액추에이터를 조작하기 위한 조작 장치와, 상기 조작 장치에 의한 조작에 의거하여, 상기 제 3 감압 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비한다. 상기 블리드 오프 밸브는, 상기 제 3 감압 밸브에 의해 생성되는 파일럿 2차압에 의해, 축 방향으로 이동하는 스풀과, 상기 스풀을 슬라이딩 가능하게 수용하는 밸브 바디와, 통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀을 가진다. 상기 스풀의 축 방향의 이동 영역은, 상기 스로틀의 개구 면적이 단계적으로 변화되는 제 1 이동 영역과, 상기 스로틀의 개구 면적이 연속적으로 변화되는 제 2 이동 영역을 가진다. 상기 제어 장치는, 상기 조작 장치에 의한 상기 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 상기 스풀을 상기 제 1 이동 영역에 위치시키도록 상기 제 3 감압 밸브를 제어한다. 상기 제어 장치는, 상기 조작 장치에 의해, 미리 정한 소정값보다 큰 조작량으로 상기 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 상기 스풀을 상기 제 2 이동 영역에 위치시키도록 상기 제 3 감압 밸브를 제어한다. 상기 스로틀은, 상기 스풀이 상기 제 1 이동 영역에 위치하고 있을 때에, 통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀 구멍을 가진다.
본 발명에 의하면, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에, 파일럿 1차압의 생성에 필요한 메인 회로의 압력을 안정적으로 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태와 관련된 유압 셔블의 측면도.
도 2는 유압 셔블에 탑재되는 유압 시스템을 나타내는 도면.
도 3은 본 실시 형태와 관련된 블리드 오프 밸브의 단면 모식도.
도 4는 제 1 랜드부의 일부를 확대하여 나타내는 단면 모식도며, 제 1 입구 구멍, 제 2 입구 구멍 및 제 3 입구 구멍을 나타낸다.
도 5는 스풀 및 밸브 바디의 일부를 확대하여 나타내는 단면 모식도이며, 출구 구멍, 유체실 및 컷아웃부에 대하여 나타낸다.
도 6은 스풀의 각 위치에 있어서의 작동유의 흐름에 대하여 설명하는 도면.
도 7은 스풀의 각 위치에 있어서의 제 1 스로틀의 개구 면적(A10), 제 2 스로틀의 개구 면적(A20) 및 스로틀의 합성 개구 면적(A0)에 대하여 나타내는 도면.
도 8은 메인 컨트롤러의 기능 블록도.
도 9는 액추에이터 목표 속도 연산부가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면.
도 10은 블리드 오프 개구 연산부가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면.
도 11은 블리드 오프 밸브 지령 생성부가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면.
도 12는 제어 밸브 지령 생성부가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면.
도 13은 액추에이터 목표 유량 연산부가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면.
도 14는 펌프 용적 지령 생성부가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면.
도 15는 게이트 록 레버 장치 및 액추에이터의 조작 레버의 조작에 따라 설정되는 블리드 오프 밸브의 목표 개구 면적(At), 액추에이터의 조작 레버의 조작에 따라 설정되는 펌프의 토출 유량(펌프 목표 유량(Qt)) 및 압력 센서에 의해 검출되는 토출압(P)의 변화에 대하여 나타내는 타임 차트.
도 16은 변형예 2와 관련된 블리드 오프 밸브의 단면 모식도.
도 17은 변형예 5와 관련된 블리드 오프 밸브에 있어서, 제 1 랜드부의 일부를 확대하여 나타내는 단면 모식도이며, 제 1 입구 구멍, 제 2 입구 구멍 및 제 3 입구 구멍을 나타낸다.
도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태와 관련된 작업 기계에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 작업 기계가, 크롤러식의 유압 셔블인 예에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태와 관련된 유압 셔블(1)의 측면도이다. 설명의 편의상, 도 1에 나타내는 바와 같이 유압 셔블(1)의 전후 및 상하 방향을 규정한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 특별히 언급하지 않는 경우에는, 운전석의 전방(동(同) 도면 중에서는 좌측 방향)을 유압 셔블(1)의 전방이라고 한다.
유압 셔블(1)은, 기체(차체)(20)와, 기체(20)에 장착되는 작업 장치(10)를 구비한다. 기체(20)는, 주행체(2)와, 주행체(2) 상에 선회 가능하게 탑재된 선회체(3)를 구비한다. 주행체(2)는, 좌우 한 쌍의 크롤러와, 액추에이터인 주행용 유압 모터(2a)를 가진다. 주행체(2)는, 크롤러를 주행용 유압 모터(2a)에 의해 구동함으로써 주행한다. 선회체(3)는, 액추에이터인 선회용 유압 모터(3a)를 가진다. 선회체(3)는, 선회용 유압 모터(3a)에 의해, 주행체(2)에 대하여 회전한다.
선회체(3)는, 선회 프레임(30)과, 선회 프레임(30)의 전부(前部) 좌측에 마련되는 운전실(31)과, 선회 프레임(30)의 후부(後部)에 마련되는 카운터 웨이트(32)와, 선회 프레임(30)에 있어서의 운전실(31)의 후측에 마련되는 엔진실(33)을 가진다. 엔진실(33)에는, 동력원인 엔진 및 유압 펌프, 밸브, 어큐뮬레이터 등의 유압기기가 수용되어 있다. 선회 프레임(30)의 전부 중앙에는 작업 장치(10)가 회전 운동 가능하게 연결되어 있다.
작업 장치(10)는, 회전 운동 가능하게 연결되는 복수의 피구동 부재 및 피구동 부재를 구동하는 복수의 유압 실린더를 가지는 다관절형의 작업 장치이다. 본 실시 형태에서는, 3개의 피구동 부재로서의 붐(11), 아암(12) 및 버킷(13)이, 직렬적으로 연결된다. 붐(11)은, 그 기단부(基端部)가 선회 프레임(30)의 전부에 회전 운동 가능하게 연결된다. 아암(12)은, 그 기단부가 붐(11)의 선단부에 회전 운동 가능하게 연결된다. 버킷(13)은, 아암(12)의 선단부에 회전 운동 가능하게 연결된다.
붐(11)은, 액추에이터인 유압 실린더(이하, 붐 실린더(11a)라고도 기재함)에 의해 구동되며, 선회 프레임(30)에 대하여 회전 운동한다. 아암(12)은, 액추에이터인 유압 실린더(이하, 아암 실린더(12a)라고 기재함)에 의해 구동되며, 붐(11)에 대하여 회전 운동한다. 버킷(13)은, 액추에이터인 유압 실린더(이하, 버킷 실린더(13a)라고 기재함)에 의해 구동되며, 아암(12)에 대하여 회전 운동한다.
도 2는, 유압 셔블(1)에 탑재되는 유압 시스템(90)을 나타내는 도면이다. 또한, 유압 시스템(90)에는, 복수의 유압 액추에이터(2a, 3a, 11a, 12a, 13a)를 구동하기 위한 유압기기가 마련되어 있지만, 도 2에서는, 붐 실린더(11a)와 아암 실린더(12a)를 구동하기 위한 유압기기에 대해서만 도시(圖示)하고, 그 밖의 유압 액추에이터(2a, 3a, 13a)를 구동하기 위한 유압기기에 대한 도시는 생략하고 있다.
도 2에서는, 유압 시스템(90)을 제어하는 제어 장치인 메인 컨트롤러(100)와, 메인 컨트롤러(100)에 신호를 출력하는 장치(21, 22, 23, 24, 25)에 대해서도 도시하고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)은, 엔진(80)의 목표 회전 속도를 설정하기 위한 엔진 컨트롤 다이얼(21)과, 붐 실린더(11a)(붐(11))를 조작하기 위한 조작 장치(붐 조작 장치라고도 기재함)(23)와, 아암 실린더(12a)(아암(12))를 조작하기 위한 조작 장치(아암 조작 장치라고도 기재함)(24)와, 게이트 록 레버 장치(22)를 구비한다. 이들 장치(21~24)는, 운전실(31) 내에 마련된다.
붐 조작 장치(23)는, 중립 위치로부터 붐 인상측 및 붐 인하측으로 경동(傾動) 조작 가능한 조작 레버(23a)와, 조작 레버(23a)의 조작 방향 및 조작량을 검출하여, 조작 레버(23a)의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 조작 신호를 메인 컨트롤러(100)에 출력하는 조작 센서를 가진다. 아암 조작 장치(24)는, 중립 위치로부터 아암 크라우드측 및 아암 덤프측으로 경동 조작 가능한 조작 레버(24a)와, 조작 레버(24a)의 조작 방향 및 조작량을 검출하여, 조작 레버(24a)의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 조작 신호를 메인 컨트롤러(100)에 출력하는 조작 센서를 가진다. 조작 장치(23, 24)의 조작 센서에 의해 검출되는 조작 레버(23a, 24a)의 조작량(조작각)은, 중립 위치일 때에 0[%](0°)이며, 중립 위치로부터 기울일수록, 그 절대값이 커진다.
게이트 록 레버 장치(22)는, 운전실(31)의 출입을 허가함과 함께 액추에이터(11a, 12a, 13a)의 동작을 금지하는 록 위치(인상 위치)와, 운전실(31)의 출입을 금지함과 함께 액추에이터(11a, 12a, 13a)의 동작을 허가하는 록 해제 위치(인하 위치)로 선택적으로 조작되는 레버(22a)를 가진다. 또한, 게이트 록 레버 장치(22)는, 레버(22a)의 조작 위치를 검출하여, 레버(22a)의 조작 위치를 나타내는 게이트 록 레버 신호를 메인 컨트롤러(100)에 출력하는 조작 위치 센서를 가진다.
엔진 컨트롤 다이얼(21)은, 엔진(80)의 목표 회전 속도를 설정하기 위한 조작 장치이며, 메인 컨트롤러(100)에 조작 신호를 출력한다. 메인 컨트롤러(100)는, 엔진 컨트롤 다이얼(21)로부터의 조작 신호에 의거하여 목표 회전 속도를 결정하고, 결정한 목표 회전 속도의 신호를 엔진 컨트롤러(105)에 출력한다. 엔진(80)에는, 엔진(80)의 실회전 속도를 검출하는 엔진 회전 속도 센서(80a) 및 엔진(80)의 실린더 내에 분사하는 연료의 분사량을 조정하는 연료 분사 장치(80b)가 마련되어 있다. 엔진 컨트롤러(105)는, 엔진 회전 속도 센서(80a)에 의해 검출된 엔진(80)의 실회전 속도가, 메인 컨트롤러(100)로부터 출력되는 목표 회전 속도가 되도록, 연료 분사 장치(80b)를 제어한다.
유압 시스템(90)은, 펌프(81)와, 펌프(81)로부터 토출되는 작동 유체로서의 작동유를 붐 실린더(11a) 및 아암 실린더(12a)에 공급하는 메인 회로(HC1)와, 메인 회로(HC1)에 접속되는 파일럿 회로(HC2)와, 펌프(81)와 작동유가 저류되는 탱크(19)를 접속하는 블리드 오프 통로(Lb)를 구비한다. 파일럿 회로(HC2)는, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유의 일부를, 후술하는 제어 밸브(45, 46)의 파일럿 수압부(45a, 45b, 46a, 46b), 및, 후술하는 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)로 유도하는 회로이다.
펌프(81)는, 엔진(80)에 접속되고, 엔진(80)에 의해 구동되며, 탱크(19)로부터 작동유를 흡입하고, 토출한다. 펌프(81)는, 가변 용량형의 피스톤식의 유압 펌프이며, 레귤레이터(81a)에 의해 경사판의 기울기가 변경됨으로써 토출 용량(변위 용적)이 변화된다. 엔진(80)은, 유압 셔블(1)의 동력원이며, 예를 들면, 디젤 엔진 등의 내연 기관에 의해 구성된다.
메인 회로(HC1)에는, 펌프(81)로부터 붐 실린더(11a)에 공급되는 작동유의 흐름을 제어하는 제어 밸브(이하, 붐 제어 밸브라고도 기재함)(45)와, 펌프(81)로부터 아암 실린더(12a)에 공급되는 작동유의 흐름을 제어하는 제어 밸브(이하, 아암 제어 밸브라고도 기재함)(46)가 마련된다.
메인 회로(HC1)에는, 펌프 토출압(회로압)이 미리 설정되어 있는 설정압을 상회하면, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유를 탱크 통로(Lt)로 배출함으로써, 펌프 토출압의 최고 압력을 규정하는 릴리프 밸브(47)가 마련되어 있다.
메인 회로(HC1)는, 펌프(81)의 토출구에 접속되는 펌프 토출 통로(Ld)와, 펌프 토출 통로(Ld)에 접속되는 패럴렐 통로(Lp)와, 탱크(19)에 접속되는 탱크 통로(Lt)를 가진다.
패럴렐 통로(Lp)는, 펌프 토출 통로(Ld)로부터의 작동유를 붐 제어 밸브(45) 및 아암 제어 밸브(46)의 펌프 포트로 유도하는 통로이다. 붐 제어 밸브(45)의 펌프 포트에 접속되는 패럴렐 통로(Lp)에는, 붐 실린더(11a)의 부하압을 보지(保持)하기 위한 체크 밸브(41)가 마련된다. 체크 밸브(41)는, 펌프 토출압이 실린더압을 하회한 경우에는, 전체 폐쇄가 된다. 아암 제어 밸브(46)의 펌프 포트에 접속되는 패럴렐 통로(Lp)에는, 아암 실린더(12a)의 부하압을 보지하기 위한 체크 밸브(42)가 마련된다. 체크 밸브(42)는, 펌프 토출압이 실린더압을 하회한 경우에는, 전체 폐쇄가 된다.
블리드 오프 통로(Lb)는, 패럴렐 통로(Lp)에 접속된다. 블리드 오프 통로(Lb)에는, 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브(140)가 마련된다. 블리드 오프 밸브(140)는, 통과하는 작동유의 흐름에 저항을 부여하는 스로틀(가변 스로틀)(150)을 가지고, 이 스로틀(150)을 통하여 펌프(81)로부터 토출되는 작동유를 탱크(19)로 배출한다. 블리드 오프 밸브(140)는, 스로틀(150)의 개구 면적(개방도)을 변화시킴으로써, 펌프 토출압의 조정이 가능하게 되어 있다.
파일럿 회로(HC2)에는, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유의 압력(즉, 펌프 토출압)을 감압하여, 파일럿 1차압을 생성하는 파일럿 감압 밸브(제 1 감압 밸브)(71)와, 파일럿 1차압을 보지하기 위한 체크 밸브(72)와, 파일럿 1차압을 평활화하기 위한 어큐뮬레이터(73)와, 파일럿 1차압을 감압하여, 붐 제어 밸브(45)의 파일럿 수압부(45a, 45b)에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 전자 밸브(제 2 감압 밸브)(51, 61)와, 파일럿 1차압을 감압하여, 아암 제어 밸브(46)의 파일럿 수압부(46a, 46b)에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 전자 밸브(제 2 감압 밸브)(52, 62)와, 파일럿 1차압을 감압하여, 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 전자 밸브(제 3 감압 밸브)(63)와, 파일럿 1차압을 차단 가능한 록 밸브(74)가 마련되어 있다. 전자 밸브(51, 52, 61, 62, 63)는, 솔레노이드에 공급되는 제어 전류에 따라 발생하는 솔레노이드 추력에 의해 구동되는 전자 비례 밸브이다.
전자 밸브(51, 61)는, 파일럿 감압 밸브(71)에 의해 생성되는 파일럿 1차압을 원압(元壓)으로서, 붐 제어 밸브(45)의 파일럿 수압부(45a, 45b)로 출력하는 파일럿 2차압을 생성한다. 전자 밸브(51, 61)는, 메인 컨트롤러(100)로부터 출력되는 신호(제어 전류)에 의거하여 제어된다. 메인 컨트롤러(100)는, 붐 조작 장치(23)로부터 출력되는 조작 신호에 의거하여, 전자 밸브(51, 61)를 제어한다.
전자 밸브(51)에 의해 생성된 파일럿 2차압이, 붐 제어 밸브(45)의 파일럿 수압부(45a)에 작용하면, 붐 제어 밸브(45)가 신장 위치로 전환된다. 이에 따라, 펌프(81)로부터 토출된 작동유가 붐 실린더(11a)의 보텀실로 유도됨과 함께 로드실로부터 탱크(19)로 작동유가 배출되어, 붐 실린더(11a)가 신장한다. 그 결과, 붐(11)이 상방향으로 회전 운동한다(즉, 즉 붐(11)이 기립한다).
전자 밸브(61)에 의해 생성된 파일럿 2차압이, 붐 제어 밸브(45)의 파일럿 수압부(45b)에 작용하면, 붐 제어 밸브(45)가 수축 위치로 전환된다. 이에 따라, 펌프(81)로부터 토출된 작동유가 붐 실린더(11a)의 로드실로 유도됨과 함께 보텀실로부터 탱크(19)로 작동유가 배출되어, 붐 실린더(11a)가 수축한다. 그 결과, 붐(11)이 하방향으로 회전 운동한다(즉, 붐(11)이 도복(倒伏)한다).
전자 밸브(52, 62)는, 파일럿 감압 밸브(71)에 의해 생성되는 파일럿 1차압을 원압으로서, 아암 제어 밸브(46)의 파일럿 수압부(46a, 46b)로 출력하는 파일럿 2차압을 생성한다. 전자 밸브(52, 62)는, 메인 컨트롤러(100)로부터 출력되는 신호(제어 전류)에 의거하여 제어된다. 메인 컨트롤러(100)는, 아암 조작 장치(24)로부터 출력되는 조작 신호에 의거하여, 전자 밸브(52, 62)를 제어한다.
전자 밸브(52)에 의해 생성된 파일럿 2차압이, 아암 제어 밸브(46)의 파일럿 수압부(46a)에 작용하면, 아암 제어 밸브(46)가 신장 위치로 전환된다. 이에 따라, 펌프(81)로부터 토출된 작동유가 아암 실린더(12a)의 보텀실로 유도됨과 함께 로드실로부터 탱크(19)로 작동유가 배출되어, 아암 실린더(12a)가 신장한다. 그 결과, 아암(12)이 하방향으로 회전 운동한다(즉, 아암(12)은 크라우드 동작을 행한다).
전자 밸브(62)에 의해 생성된 파일럿 2차압이, 아암 제어 밸브(46)의 파일럿 수압부(46b)에 작용하면, 아암 제어 밸브(46)가 수축 위치로 전환된다. 이에 따라, 펌프(81)로부터 토출된 작동유가 아암 실린더(12a)의 로드실로 유도됨과 함께 보텀실로부터 탱크(19)로 작동유가 배출되어, 아암 실린더(12a)가 수축한다. 그 결과, 아암(12)이 상방향으로 회전 운동한다(즉, 아암(12)이 덤프 동작을 행한다).
전자 밸브(63)는, 파일럿 감압 밸브(71)에 의해 생성되는 파일럿 1차압을 원압으로서, 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)로 출력하는 파일럿 2차압을 생성한다. 전자 밸브(63)는, 메인 컨트롤러(100)로부터 출력되는 신호(제어 전류)에 의거하여 제어된다. 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)로부터 출력되는 게이트 록 레버 신호, 및 조작 장치(23, 24)로부터 출력되는 조작 신호에 의거하여, 전자 밸브(63)를 제어한다.
블리드 오프 밸브(140)는, 파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압에 따라 스풀(141)(도 3 참조)의 위치가 제어된다. 파일럿 2차압이 탱크압 상당의 크기인 경우, 리턴 스프링(163)의 스프링력에 의해, 스풀(141)이 중립 위치에서 보지된다. 이 때, 스로틀(150)의 개구 면적은, 최대 개구 면적(Amax)이 된다.
파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압이 증가하면, 스풀(141)이 리턴 스프링(163)의 스프링력에 저항하여 이동하여, 스로틀(150)의 개구 면적이 작아진다. 파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압이 더 증가하여, 스풀(141)이 차단 위치까지 이동하면, 블리드 오프 밸브(140)에 의해 펌프(81)와 탱크(19)와의 연통이 차단된다. 이 때, 스로틀(150)의 개구 면적은, 최소 개구 면적(Amin)(예를 들면, 0)이 된다. 블리드 오프 밸브(140)의 구조 및 제어의 내용의 상세에 대해서는, 후술한다.
파일럿 감압 밸브(71)와 전자 밸브(51, 52, 61, 62, 63)와의 사이에는, 록 밸브(74)가 마련된다. 록 밸브(74)는, 게이트 록 레버 장치(22)의 조작 위치에 따라 메인 컨트롤러(100)로부터 출력되는 제어 신호에 의해, 차단 위치 및 연통 위치 중 어느 것으로 전환되는 전자 전환 밸브이다.
게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되면, 록 밸브(74)는 차단 위치로 전환된다. 이에 따라, 전자 밸브(51, 52, 61, 62)로의 파일럿 1차압이 차단되어, 조작 레버(23a, 24a)에 의한 조작이 무효화된다. 또한, 전자 밸브(63)로의 파일럿 1차압도 차단되기 때문에, 조작 장치(23, 24)에 의한 조작에 관계없이, 블리드 오프 밸브(140)는 중립 위치에서 보지된다.
게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되면, 록 밸브(74)가 연통 위치로 전환된다. 이 때문에, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 상태에서는, 조작 레버(23a, 24a)의 조작 방향 및 조작량에 따른 파일럿 2차압이 전자 밸브(51, 52, 61, 62)에 의해 생성되고, 조작된 조작 레버(23a, 24a)에 대응하는 액추에이터(11a, 12a)가 동작한다.
또한, 파일럿 회로(HC2)에는, 상기 서술한 바와 같이, 체크 밸브(72)와 어큐뮬레이터(73)가 마련되어 있기 때문에, 펌프(81)의 토출압이 일시적으로 파일럿 감압 밸브(71)의 설정압보다 낮아진 경우에도 파일럿 1차압을 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
메인 컨트롤러(100)는, 동작 회로로서의 CPU(Central Processing Unit)(101), 기억 장치로서의 ROM(Read Only Memory)(102), 기억 장치로서의 RAM(Random Access Memory)(103), 입출력 인터페이스(104), 및, 그 밖의 주변 회로를 구비한 마이크로 컴퓨터로 구성된다. 메인 컨트롤러(100)는, 하나의 마이크로 컴퓨터로 구성해도 되고, 복수의 마이크로 컴퓨터로 구성해도 된다. 엔진 컨트롤러(105)도 메인 컨트롤러(100)와 마찬가지의 구성을 가지며, 메인 컨트롤러(100)에 접속되어, 서로 정보(데이터)의 수수를 행한다.
ROM(102)은, EEPROM 등의 불휘발성 메모리이며, 각종 연산이 실행 가능한 프로그램이 저장되어 있다. 즉, ROM(102)은, 본 실시 형태의 기능을 실현하는 프로그램을 판독 가능한 기억 매체이다. RAM(103)은 휘발성 메모리이며, CPU(101)와의 사이에서 직접적으로 데이터의 입출력을 행하는 워크 메모리이다. RAM(103)은, CPU(101)가 프로그램을 연산 실행하고 있는 동안, 필요한 데이터를 일시적으로 기억한다. 또한, 메인 컨트롤러(100)는, 플래시 메모리, 하드디스크 드라이브 등의 기억 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
CPU(101)는, ROM(102)에 기억된 프로그램을 RAM(103)에 전체 개방하여 연산 실행하는 처리 장치로서, 프로그램에 따라 입출력 인터페이스(104) 및 ROM(102), RAM(103)으로부터 도입된 신호에 대하여 소정의 연산 처리를 행한다. 입출력 인터페이스(104)에는, 엔진 컨트롤 다이얼(21), 게이트 록 레버 장치(22), 조작 장치(23, 24), 압력 센서(25), 엔진 컨트롤러(105) 등으로부터의 신호가 입력된다. 입출력 인터페이스(104)의 입력부는, 입력된 신호를 CPU(101)에서 연산 가능하게 변환한다. 또한, 입출력 인터페이스(104)의 출력부는, CPU(101)에서의 연산 결과에 따른 출력용의 신호를 생성하고, 그 신호를 록 밸브(74), 전자 밸브(51, 52, 61, 62, 63) 및 레귤레이터(81a) 등에 출력한다.
압력 센서(25)는, 펌프 토출압(메인 회로(HC1)의 회로압)을 검출하고, 검출 결과(펌프 토출압)를 나타내는 신호를 메인 컨트롤러(100)에 출력한다. 메인 컨트롤러(100)는, 센서(25, 80a)에 의해 검출된 펌프 토출압 및 실엔진 회전 속도, 및, 조작 장치(23, 24)로부터의 조작 신호에 의거하여, 레귤레이터(81a)에 의해 펌프(81)의 토출 용량을 제어한다.
본 실시 형태와 관련된 유압 시스템(90)은, 붐 제어 밸브(45), 아암 제어 밸브(46), 블리드 오프 밸브(140), 체크 밸브(41, 42) 및 릴리프 밸브(47)를 가지는 컨트롤 밸브 블록(4)과, 전자 밸브(51, 52)를 가지는 제 1 전자 밸브 블록(5)과, 전자 밸브(61, 62, 63)를 가지는 제 2 전자 밸브 블록(6)과, 파일럿 감압 밸브(71), 체크 밸브(72) 및 록 밸브(74)를 가지는 파일럿 1차압 생성 블록(7)을 가진다.
도 3을 참조하여, 블리드 오프 밸브(140)의 구조에 대하여 설명한다. 도 3은, 컨트롤 밸브 블록(4)에 탑재되는 블리드 오프 밸브(140)의 단면 모식도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 블리드 오프 밸브(140)는, 컨트롤 밸브 블록(4)의 밸브 하우징의 일부를 구성하는 밸브 바디(161)와, 원기둥 형상의 밸브체인 스풀(141)을 가진다. 또한, 이하에서는, 도면의 상하 좌우 방향에 맞춰, 각 부(部)를 설명하지만, 블리드 오프 밸브(140)는, 도시하는 방향으로 배치하는 경우에 한정되지 않고, 다양한 방향으로 배치 가능하다.
밸브 바디(161)는, 스풀(141)을 슬라이딩 가능하게 수용하는 슬라이딩 구멍(170)과, 슬라이딩 구멍(170)에 연통하여, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유가 공급되는 공급 통로(블리드 오프 통로(Lb)에 상당)(171)와, 슬라이딩 구멍(170)과 탱크(19)를 연통하는 배출 통로(탱크 통로(Lt)에 상당)(172)와, 공급 통로(171)와 배출 통로(172)의 사이에 있어서 공급 통로(171) 및 배출 통로(172)의 각각에 인접하도록 슬라이딩 구멍(170)에 마련되는 유체실(197)과, 전자 밸브(63)에서 생성된 파일럿 2차압이 유도되는 파일럿 통로(174)를 가진다. 또한, 슬라이딩 구멍(170)의 하단부와 스풀(141)의 하단부에 의해, 파일럿 수압부(수압실)(149)가 형성되어 있다. 또한, 공급 통로(171) 및 배출 통로(172)는, 각각 슬라이딩 구멍(170)에 있어서의 스풀(141)의 슬라이딩면으로부터 직경 방향 외방으로 움푹 들어가도록 형성되는 환상(環狀) 오목부에 접속된다.
슬라이딩 구멍(170)은, 밸브 바디(161)의 단면(도시 상단면)에 개구하도록 형성되고, 이 개구를 덮도록 밸브 캡(162)이 밸브 바디(161)에 장착되어 있다. 밸브 캡(162)이 밸브 바디(161)에 장착됨으로써, 스풀(141)의 도시 상단부측에, 스프링실(175)이 형성된다. 또한, 밸브 캡(162)에는, 스프링실(175)과 탱크(19)를 연통하는 드레인 통로(도시 생략)가 형성되어 있다. 이 때문에, 스프링실(175)은 탱크압 상당의 압력으로 유지된다.
스프링실(175)에는, 스풀(141)에 스프링력을 부여하는 가압 부재로서의 리턴 스프링(163)이 수용되어 있다. 리턴 스프링(163)은, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적이 커지는 방향(도시 하방향)으로 스풀(141)을 가압하는 압축 코일 스프링이다. 파일럿 통로(174)는, 파일럿 수압부(149)에 전자 밸브(63)에서 생성된 파일럿 2차압을 유도한다. 파일럿 수압부(149)로 유도된 작동유는, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적이 작아지는 방향(즉, 리턴 스프링(163)의 가압 방향과는 반대의 방향)으로 스풀(141)을 가압한다. 스풀(141)은, 파일럿 2차압에 의한 추력과 리턴 스프링(163)의 스프링력이 균형을 이루는 위치에서 정지한다. 이와 같이, 스풀(141)은, 전자 밸브(63)에 의해 생성되는 파일럿 2차압에 의해 축 방향으로 이동하고, 이에 따라, 스로틀(150)의 개구 면적(개방도)이 변화된다.
스풀(141)은, 축 방향으로 연장되는 원형의 단면의 내부 통로(146)를 가진다. 내부 통로(146)는, 스풀(141)의 축 방향으로 관통하도록 형성되는 구멍이다. 스풀(141)의 상단측의 개구는, 로드(142)에 의해 폐색되어 있다. 로드(142)는, 스풀(141)에 결합되어, 스풀(141)의 상단부로부터 상방을 향해 연장되어 있다. 스풀(141)의 하단측의 개구는, 플러그에 의해 폐색되어 있다. 또한, 축 방향이란, 스풀(141)의 중심축 방향, 즉 스풀(141)의 이동 방향이다.
파일럿 통로(174)의 외경은, 슬라이딩 구멍(170)의 외경보다 작다. 이 때문에, 슬라이딩 구멍(170)과 파일럿 통로(174)와의 사이에는, 단차면(179)이 형성된다. 스풀(141)의 하단부가 단차면(179)에 맞닿으면, 스풀(141)의 하방향으로의 이동이 규제된다. 또한, 로드(142)의 선단부가 밸브 캡(162)에 맞닿으면, 스풀(141)의 상방향으로의 이동이 규제된다.
따라서, 스풀(141)은, 단차면(179)에 맞닿음으로써 하방향으로의 이동이 규제되는 중립 위치(일단측의 스트로크 엔드)와, 로드(142)가 밸브 캡(162)에 맞닿음으로써 상방향으로의 이동이 규제되는 차단 위치(타단측의 스트로크 엔드)와의 사이에서 축 방향으로 이동 가능하다.
스풀(141)은, 파일럿 수압부(149)가 탱크압 상당의 압력일 때에는, 리턴 스프링(163)의 가압력에 의해, 스풀(141)의 하단부가 슬라이딩 구멍(170)과 파일럿 통로(174)와의 사이의 단차면(179)에 맞닿은 위치(중립 위치)에 배치된다.
스풀(141)은, 슬라이딩 구멍(170)의 내주면을 따라 슬라이딩하는 복수의 랜드부로서, 하단측(축 방향 일단측)에 마련되는 제 1 랜드부(181)와, 상단측(축 방향 타단측)에 마련되는 제 2 랜드부(182)를 가진다. 제 1 랜드부(181) 및 제 2 랜드부(182)는, 서로 축 방향으로 이간하여 마련된다. 이 때문에, 스풀(141)의 외주에 있어서의 제 1 랜드부(181)와 제 2 랜드부(182)와의 사이는, 제 1 랜드부(181) 및 제 2 랜드부(182)로부터 직경 방향 내방으로 움푹 들어가는 환상 홈(183)이 형성되어 있다.
유체실(197)은, 슬라이딩 구멍(170)에 있어서의 스풀(141)의 슬라이딩면으로부터 직경 방향 외방으로 움푹 들어가도록 형성되는 환상 오목부(173)에 의해 형성된다. 제 1 랜드부(181)는, 그 외주부에 의해, 스풀(141)의 외주측에서의 공급 통로(171)와 유체실(197)과의 연통을 차단한다. 공급 통로(171)와 유체실(197)은, 후술하는 바와 같이, 스풀(141)의 내부 통로(146)를 개재하여 연통한다. 또한, 제 1 랜드부(181)는, 유체실(197)과 배출 통로(172)를 연통하거나, 그 연통을 차단하거나 한다.
제 1 랜드부(181)에는, 스풀(141)의 직경 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍으로서, 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192), 제 3 입구 구멍(193), 및, 출구 구멍(196)이 형성되어 있다. 이들의 관통 구멍(191, 192, 193, 196)은, 단면이 원 형상이 되도록 형성되어 있다. 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)은, 1개씩 마련된다. 출구 구멍(196)은, 복수 마련되며, 둘레 방향으로 이간하여 배치된다. 또한, 스풀(141)의 직경 방향(반경 방향)은, 스풀(141)의 축 방향에 직교한다.
제 2 입구 구멍(192)은, 그 하단부가 제 3 입구 구멍(193)의 상단부로부터 도시 상방에 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성되어 있다. 제 1 입구 구멍(191)은, 그 하단부가 제 2 입구 구멍(192)의 상단부로부터 도시 상방에 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성되어 있다. 출구 구멍(196)은, 그 하단부가 제 2 입구 구멍(192)의 상단부로부터 도시 상방에 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)이, 통과하는 작동유에 저항을 부여하는 스로틀(150)로서 기능하는 제 1 스로틀(151)을 구성한다. 출구 구멍(196)은, 스풀(141)의 위치에 관계없이, 상시, 내부 통로(146)와 유체실(197)을 연통하는 연통 구멍이다.
스로틀 구멍인 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)은, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 일단측의 중립 위치에 위치하고 있을 때(도 6의 (a) 참조)에는 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통하고, 스풀(141)이 중립 위치보다 슬라이딩 구멍(170)의 타단측에 소정 거리 떨어진 위치에 위치하고 있을 때(도 6의 (c)~도 6의 (e) 참조)에는 공급 통로(171)와 내부 통로(146)와의 연통을 차단한다.
제 1 입구 구멍(191)이 차단 상태가 되면, 제 1 입구 구멍(191)이 연통 상태일 때에 비해, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적이 작아진다. 제 2 입구 구멍(192)이 차단 상태가 되면, 제 2 입구 구멍(192)이 연통 상태일 때에 비해, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적이 작아진다. 즉, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)은, 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통하거나, 차단하거나 함으로써, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적을 조정하는 조정 구멍으로서 기능한다.
또한, 스로틀 구멍인 제 3 입구 구멍(193)은, 스풀(141)의 위치에 관계없이, 상시, 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통한다.
도 4는, 제 1 랜드부(181)의 일부를 확대하여 나타내는 단면 모식도이며, 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)을 나타낸다. 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적의 합계값(총 개구 면적)은, 복수의 출구 구멍(196)(도 3 참조)의 개구 면적의 합계값(총 개구 면적)에 비해 충분히 작다. 바꿔 말하면, 복수의 출구 구멍(196)은, 입구 구멍(191, 192, 193)에서의 통과 압력 손실에 비해, 출구 구멍(196)에서의 통과 압력 손실을 무시할 수 있을 정도로 작아지도록, 그 총 개구 면적이 복수의 입구 구멍(스로틀 구멍)의 총 개구 면적에 비해 충분히 크게 형성되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 입구 구멍(191)의 개구 면적은 A11이며, 제 2 입구 구멍(192)의 개구 면적은 A12이고, 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적은 A13이다. 본 실시 형태에서는, 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적(A13)은, 제 2 입구 구멍(192)의 개구 면적(A12)보다 크다. 또한, 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적(A13)은, 제 1 입구 구멍(191)의 개구 면적(A11)보다 크다. 또한, 제 1 입구 구멍(191)의 개구 면적(A11)은, 제 2 입구 구멍(192)의 개구 면적(A12)보다 커도 되고, 작아도 되며, 동일해도 된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 랜드부(181)의 상단부(축 방향 단부)에는, 복수(예를 들면 4개)의 컷아웃부(144)가 형성되어 있다. 복수의 컷아웃부(144)는, 제 1 랜드부(181)의 둘레 방향으로 이간하여 마련되어 있다. 컷아웃부(144)는, 제 1 랜드부(181)의 외주면으로부터 직경 방향 내방으로 움푹 들어가는 홈 형상으로 형성되어 있다. 컷아웃부(144)는, 제 1 랜드부(181)의 상단면 및 외주면에 개구하는 오목부라고도 할 수 있다. 또한, 컷아웃부(144)는, 제 1 랜드부(181)의 상단면으로부터 스풀(141)의 축 방향으로 소정의 길이(L1)(도 5의 (a) 참조)로 연장되어 있다.
홈 형상의 컷아웃부(144)의 바닥부는, 제 1 랜드부(181)의 상단면으로부터 하단측을 향해, 슬라이딩 구멍(170)에 있어서의 스풀(141)의 슬라이딩면으로부터의 직경 방향 거리가 서서히 작아지도록 경사져 있다. 또한, 컷아웃부(144)란, 제 1 랜드부(181)의 축 방향 단부를 컷 아웃한 것 같은 형상으로 되어 있는 부위를 가리킨다. 즉, 컷아웃부(144)는, 절삭 가공에 의해 형성해도 되고, 단조, 주조 등의 가공 방법에 의해 형성해도 된다.
또한, 컷아웃부(144)의 단면 형상은, 사각 형상, 반원 형상, 삼각 형상 등, 다양한 형상으로 할 수 있다. 또한, 홈 형상의 복수의 컷아웃부(144) 대신에, 제 1 랜드부(181)의 축 방향 단부의 전체 둘레에 걸쳐 경사부를 형성한 테이퍼 형상의 컷아웃부를 형성해도 된다.
도 5는, 스풀(141) 및 밸브 바디(161)의 일부를 확대하여 나타내는 단면 모식도이며, 출구 구멍(196), 유체실(197) 및 컷아웃부(144)에 대하여 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 밸브 바디(161)에는, 환상 오목부(173)의 상단면과 슬라이딩 구멍(170)의 슬라이딩면이 교차하는 위치에 모서리부(이하, 상측 모서리부라고 기재함)(E1)가 형성되고, 환상 오목부(173)의 하단면과 슬라이딩 구멍(170)의 슬라이딩면이 교차하는 위치에 모서리부(이하, 하측 모서리부라고 기재함)(E2)가 형성된다.
도 5의 (a)는, 상측 모서리부(E1)가 컷아웃부(144)에 직경 방향에서 대향하고 있지 않은 상태를 나타내고, 도 5의 (b)는, 상측 모서리부(E1)가 컷아웃부(144)에 직경 방향에서 대향하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 5의 (b)에 나타내는 상태에서는, 컷아웃부(144)와 상측 모서리부(E1)에 의해 형성되는 유로 단면(194)의 개구 면적(A20)이, 도 5의 (a)에 나타내는 상태에 비해 작다. 또한, 컷아웃부(144)와 상측 모서리부(E1)에 의해 형성되는 유로 단면(194)이란, 상측 모서리부(E1)와 컷아웃부(144)를 최단 거리에서 연결하는 직선을 포함하는 유로 단면을 가리킨다. 이 때문에, 도 5의 (b)에 나타내는 상태에서는, 컷아웃부(144)와 상측 모서리부(E1)에 의해 형성되는 유로 단면(194)을 통과하는 작동유에는, 도 5의 (a)에 나타내는 상태에 비해 큰 저항이 부여된다.
본 실시 형태에서는, 스풀(141)의 제 1 랜드부(181)에 형성된 컷아웃부(144)와 밸브 바디(161)의 슬라이딩 구멍(170)과의 간극에 의해 제 2 스로틀(152)이 형성된다. 따라서, 본 실시 형태와 관련된 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)은, 복수의 스로틀 구멍(191, 192, 193)에 의해 형성되는 제 1 스로틀(151)(도 4 참조)과, 컷아웃부(144)와 슬라이딩 구멍(170)의 간극에 의해 형성되는 제 2 스로틀(152)(도 5의 (b) 참조)에 의해 구성된다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스로틀 구멍(191, 192, 193)은, 그 직경 방향의 길이(L2)가 컷아웃부(144)의 축 방향의 길이(L1)(도 5의 (a) 참조)보다 짧아지도록 형성된다.
이어서, 제 1 스로틀(151)과 제 2 스로틀(152)에 의해 구성되는 스로틀(150)의 합성 개구 면적(개방도)에 대하여 설명한다. 제 1 스로틀(151)을 구성하는 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)은, 병렬 개구로서 마련되어 있다. 이 때문에, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)은, 작동유가 통과하는 입구 구멍(191, 192, 193)의 개구 면적의 총 합계에 상당한다. 또한, 제 1 스로틀(151) 및 제 2 스로틀(152)은, 직렬 개구로서 마련되어 있다. 이 때문에, 제 1 스로틀(151)과 제 2 스로틀(152)의 합성 개구 면적(실효 면적)(A0)은, 다음 식 (1)로 나타난다.
Figure pct00001
여기서, A10은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적이며, A20은, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(유로 단면(194)의 개구 면적)이다. 또한, 유로 단면(194)은, 컷아웃부(144)와 슬라이딩 구멍(170)과의 간극에 의해 형성되는 유로의 단면적이 최소가 되는 유로 단면이다.
도 6은, 스풀(141)의 각 위치에 있어서의 작동유의 흐름에 대하여 설명하는 도이며, 도 7은, 스풀(141)의 각 위치에 있어서의 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)(파선), 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(A20)(일점 쇄선) 및 스로틀(150)의 합성 개구 면적(A0)(굵은 실선)에 대하여 나타내는 도면이다. 또한, 도 6에서는, 상측 모서리부(E1)의 위치(Y)와, 공급 통로(171)에 접속되는 환상 오목부의 상단부의 위치(X)를 2점 쇄선으로 도시하고 있다. 도 7은, 가로축이 스풀(141)의 위치(스풀 스트로크)를 나타내고, 세로축이 개구 면적을 나타내고 있다. 또한, 도 7의 가로축에 부가되는 부호 (a)~(e)는, 도 6의 (a)~(e)의 상태의 스풀(141)의 위치에 대응하고 있다.
도 6의 (a)는, 스풀(141)이 축 방향 일단측의 스트로크 엔드인 중립 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6의 (a)에 나타내는 상태에 있어서, 작동유는, 밸브 바디(161)의 공급 통로(171)로부터 스풀(141)의 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)을 통하여 스풀(141)의 내부 통로(146)로 유도된다. 내부 통로(146)로 유도된 작동유는, 스풀(141)의 출구 구멍(196)을 통하여 유체실(197)로 유도되고, 유체실(197)로부터 환상 홈(183)과 슬라이딩 구멍(170)과의 사이의 환상 유로를 통하여 배출 통로(172)로 유도된다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (a)의 상태에 있어서, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)은, 작동유가 통과하는 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적의 총 합계에 상당한다(A10=A11+A12+A13). 또한, 도 6의 (a)의 상태에서는, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(A20)은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)에 비해 충분히 크다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (a)의 상태에서는, 스로틀(150)의 합성 개구 면적(A0)은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)과 대략 동일하며, 제 1 스로틀(151)(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))이, 주로 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)로서 기능한다. 바꿔 말하면, 도 6의 (a)의 상태에서는, 주로, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)(=A11+A12+A13)에 의해, 블리드 오프 밸브(140)를 통과하는 작동유의 압력 손실이 정해지며, 제 2 스로틀(152)에서 발생하는 압력 손실은 무시할 수 있을 정도로 작다.
도 6의 (b)는, 도 6의 (a)의 상태로부터 소정 거리만큼, 스풀(141)이 도시 상방으로 이동하여, 제 1 입구 구멍(191)이 밸브 바디(161)의 슬라이딩 구멍(170)의 내주면에 의해 폐색되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6의 (b)에 나타내는 상태에 있어서, 작동유는, 밸브 바디(161)의 공급 통로(171)로부터 스풀(141)의 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)을 통하여 스풀(141)의 내부 통로(146)로 유도된다. 내부 통로(146)로 유도된 작동유는, 스풀(141)의 출구 구멍(196)을 통하여 유체실(197)로 유도되고, 유체실(197)로부터 환상 홈(183)과 슬라이딩 구멍(170)과의 사이의 환상 유로를 통하여 배출 통로(172)로 유도된다.
도 6의 (b)의 상태에서는, 제 1 입구 구멍(191)이 차단 상태로 되어 있으며, 제 1 입구 구멍(191)에 의한 공급 통로(171)와 내부 통로(146)와의 연통이 차단되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (b)의 상태에 있어서, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)은, 작동유가 통과하는 제 2, 제 3 입구 구멍(192, 193)의 개구 면적의 총 합계에 상당한다(A10=A12+A13). 또한, 도 6의 (b)의 상태에서는, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(A20)은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)에 비해 충분히 크다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (b)의 상태에서는, 스로틀(150)의 합성 개구 면적(A0)은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)과 대략 동일하며, 제 1 스로틀(151)(제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))이, 주로 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)로서 기능한다. 바꿔 말하면, 도 6의 (b)의 상태에서는, 주로, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)(=A12+A13)에 의해, 블리드 오프 밸브(140)를 통과하는 작동유의 압력 손실이 정해지며, 제 2 스로틀(152)에서 발생하는 압력 손실은 무시할 수 있을 정도로 작다.
도 6의 (c)는, 도 6의 (b)의 상태로부터 소정 거리만큼, 스풀(141)이 도시 상방으로 이동하여, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)이 밸브 바디(161)의 슬라이딩 구멍(170)의 내주면에 의해 폐색되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6의 (c)에 나타내는 상태에 있어서, 작동유는, 밸브 바디(161)의 공급 통로(171)로부터 스풀(141)의 제 3 입구 구멍(193)을 통하여 스풀(141)의 내부 통로(146)로 유도된다. 내부 통로(146)로 유도된 작동유는, 스풀(141)의 출구 구멍(196)을 통하여 유체실(197)로 유도되고, 유체실(197)로부터 환상 홈(183)과 슬라이딩 구멍(170)과의 사이의 환상 유로를 통하여 배출 통로(172)로 유도된다.
도 6의 (c)의 상태에서는, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)이 차단 상태로 되어 있으며, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)에 의한 공급 통로(171)와 내부 통로(146)와의 연통이 차단되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (c)의 상태에 있어서, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)은, 작동유가 통과하는 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적에 상당한다(A10=A13). 또한, 도 6의 (c)의 상태에서는, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(A20)은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)에 비해 충분히 크다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (c)의 상태에서는, 스로틀(150)의 합성 개구 면적(A0)은, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)과 대략 동일하며, 제 1 스로틀(151)(제 3 입구 구멍193)이, 주로 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)로서 기능한다. 바꿔 말하면, 도 6의 (c)의 상태에서는, 주로, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)(=A13)에 의해, 블리드 오프 밸브(140)를 통과하는 작동유의 압력 손실이 정해지며, 제 2 스로틀(152)에서 발생하는 압력 손실은 무시할 수 있을 정도로 작다.
도 6의 (d)는, 도 6의 (c)의 상태로부터 소정 거리만큼, 스풀(141)이 도시 상방으로 이동하여, 밸브 바디(161)의 상측 모서리부(E1)와 제 1 랜드부(181)의 상단부가 직경 방향에서 대향하고 있는 상태, 즉 제 1 랜드부(181)의 상단면의 축 방향 위치가 상측 모서리부(E1)의 위치(Y)에 일치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6의 (d)에 나타내는 상태에 있어서, 작동유는, 밸브 바디(161)의 공급 통로(171)로부터 스풀(141)의 제 3 입구 구멍(193)을 통하여 스풀(141)의 내부 통로(146)로 유도된다. 내부 통로(146)로 유도된 작동유는, 스풀(141)의 출구 구멍(196)을 통하여 유체실(197)로 유도된다. 유체실(197)로 유도된 작동유는, 제 1 랜드부(181)의 컷아웃부(144)와 슬라이딩 구멍(170)과의 간극에 의해 형성되는 제 2 스로틀(152)을 통과하고, 환상 홈(183)과 슬라이딩 구멍(170)과의 사이의 환상 유로를 통하여 배출 통로(172)로 유도된다.
도 6의 (d)의 상태에서는, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)이 차단 상태로 되어 있으며, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)에 의한 공급 통로(171)와 내부 통로(146)와의 연통이 차단되어 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (d)의 상태에 있어서, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적(A10)은, 작동유가 통과하는 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적에 상당한다(A10=A13). 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (d)의 상태에서는, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(A20)이 도 6의 (c)의 상태에 비해 작고, 제 2 스로틀(152)에서 발생하는 압력 손실을 무시할 수 없을 정도로 크게 되어 있다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6의 (d)의 상태에서는 제 1 스로틀(151)(제 3 입구 구멍(193)) 및 제 2 스로틀(152)(유로 단면(194))이, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)로서 기능한다.
도 6의 (d)에 나타내는 상태로부터 추가로 스풀(141)이 도시 상방으로 이동하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적(A20)이 합성 개구 면적(A0)에 근접하여, 제 2 스로틀(152)에서의 압력 손실이 지배적이게 되기 때문에, 제 2 스로틀(152)(유로 단면(194))이, 주로 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)로서 기능한다.
도 6의 (e)는, 도 6의 (d)의 상태로부터 소정 거리만큼, 스풀(141)이 도시 상방으로 이동하여, 스풀(141)이 축 방향 타단측의 스트로크 엔드인 차단 위치에 위치하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 6의 (e)의 상태에서는, 제 1 랜드부(181)에 의해, 유체실(197)과 배출 통로(172)와의 연통이 차단되어 있다. 이에 따라, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스로틀(150)의 합성 개구 면적(A0)은 0(제로)이 되고, 블리드 오프 유량이 0(제로)이 된다. 즉, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유가, 블리드 오프 밸브(140)를 통하여 탱크(19)로 배출되는 경우가 사라진다.
이와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 제 1 스로틀(151)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 일단측(도시 하단측)으로부터 타단측(도시 상단측)을 향해 이동함에 따라, 그 개구 면적(A10)이 단계적으로 작아지도록 형성된다. 또한, 제 2 스로틀(152)은, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 일단측(도시 하단측)으로부터 타단측(도시 상단측)을 향해 이동함에 따라, 그 개구 면적(A20)이 연속적으로 작아지도록 형성된다. 이 때문에, 중립 위치(a)에서부터 소정의 위치(Z)까지는, 스풀(141)이 상방향으로 이동함에 따라 합성 개구 면적(A0)이 단계적으로 작아져, 소정의 위치(Z)에서부터 차단 위치(e)까지는, 스풀(141)이 상방향으로 이동함에 따라 합성 개구 면적(A0)이 연속적으로 작아진다.
스풀(141)은, 그 축 방향의 이동 영역으로서, 합성 개구 면적(A0)이 단계적으로 변화되는 제 1 이동 영역(중립 위치(a)에서부터 소정의 위치(Z))과, 합성 개구 면적(A0)이 연속적으로 변화되는 제 2 이동 영역(소정의 위치(Z)에서부터 차단 위치(e))을 가진다. 구체적으로는, 제 1 이동 영역에서는, 스풀(141)이 중립 위치로부터 도시 상방으로 이동함에 따라, 합성 개구 면적(A0)이, (A11+A12+A13)→(A12+A13)→(A13)으로 단계적으로 작아지는 영역이며, 스풀(141)의 이동에 따라 합성 개구 면적(A0)을 일정하게 유지할 수 있는 이동 영역(Ac1, Ac2, Ac3)을 가진다. 도 6의 (a)에 나타내는 중립 위치는 이동 영역(Ac1) 내에 설정되고, 도 6의 (b)에 나타내는 위치는 이동 영역(Ac2) 내에 설정되고, 도 6의 (c)에 나타내는 위치는 이동 영역(Ac3) 내에 설정된다. 또한, 제 2 이동 영역에서는, 스풀(141)이 도시 상방으로 이동함에 따라, 합성 개구 면적(A0)이 0(제로)이 될 때까지 연속적으로 작아진다.
또한, 제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적(A11, A12, A13)은, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유의 유량이 최소 유량일 때에, 통과하는 작동유의 압력 손실(통과 압력 손실)이 목표값과 같이 되도록 설정된다. 본 실시 형태에서는, 도 6의 (a)의 상태일 때에는 펌프 토출압(회로압)(P)이 제 1 목표값(P1)(예를 들면, 2MPa)이 되고, 도 6의 (b)의 상태일 때에는 펌프 토출압(회로압)(P)이 제 2 목표값(P2)(예를 들면, 3MPa)이 되고, 도 6의 (c)의 상태일 때에는 펌프 토출압(회로압)(P)이 제 3 목표값(P3)(예를 들면, 4MPa)이 되는 것 같은 압력 손실이 발생하도록, 개구 면적(A11, A12, A13)이 설정된다.
펌프 토출압(P)의 제 1 목표값(P1)은, 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141)을 이동시키는 것이 가능한 파일럿 1차압의 생성에 필요한 압력(회로압)의 최소값 이상의 값이 설정된다. 또한, 제 1 목표값(P1)은, 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141)을 도 6의 (b)의 상태로까지 이동시키는 것이 가능한 회로압 이상의 값이 채용된다. 따라서, 제 1 목표값(P1)은, 제어 밸브(45, 46)의 스풀을 센터링 스프링에 저항하여 이동시킬 수 없는 압력으로 설정할 수 있다.
펌프 토출압(P)의 제 2 목표값(P2)은, 제 1 목표값(P1)보다 큰 값이 설정된다. 또한, 제 2 목표값(P2)은, 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141)을 도 6의 (c)의 상태로까지 이동시키는 것이 가능한 회로압 이상의 값이 채용된다. 따라서, 제 2 목표값(P2)은, 제어 밸브(45, 46)의 스풀을 센터링 스프링에 저항하여 풀 스트로크까지 이동시킬 수 없는 압력으로 설정할 수 있다.
펌프 토출압(P)의 제 3 목표값(P3)은, 제 2 목표값(P2)보다 큰 값이 설정된다. 또한, 제 3 목표값(P3)은, 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141)을 도 6의 (e)의 상태로까지 이동시키는 것이 가능한 회로압 이상의 값이 채용된다. 또한, 제 3 목표값(P3)은, 제어 밸브(45, 46)의 스풀을 센터링 스프링에 저항하여 풀 스트로크까지 이동시킬 수 있는 압력으로 설정된다.
도 2에 나타내는 메인 컨트롤러(100)는, 조작 장치(23, 24)에 의한 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 스풀(141)을 제 1 이동 영역(도 7 참조)에 위치시키도록 전자 밸브(63)를 제어함으로써, 회로압을 제어한다. 또한, 메인 컨트롤러(100)는, 조작 장치(23, 24)에 의해, 미리 정한 소정값(L0)보다 큰 조작량으로 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 스풀(141)을 제 2 이동 영역(도 7 참조)에 위치시키도록 전자 밸브(63)를 제어함으로써, 블리드 오프 유량을 제어한다.
또한, 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되고 있는 경우, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)(=A11+A12+A13)이 되도록 스풀(141)의 위치를 제어함으로써, 회로압을 P1로 제어한다. 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 조작 장치(23, 24)에 의한 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)보다 1단계 작은 개구 면적(A12+A13)이 되도록 스풀(141)의 위치를 제어함으로써, 회로압을 P2로 제어한다. 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 조작 장치(23, 24)에 의해, 소정값(L0) 이하의 조작량으로 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)보다 2단계 작은 개구 면적(A13)이 되도록 스풀(141)의 위치를 제어함으로써, 회로압을 P3 이상의 압력으로 제어한다.
이하, 도 8~도 14를 참조하여, 메인 컨트롤러(100)의 기능에 대하여, 상세하게 설명한다. 도 8은, 메인 컨트롤러(100)의 기능 블록도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 메인 컨트롤러(100)는, ROM(102)에 기억되어 있는 프로그램을 실행함으로써 액추에이터 목표 속도 연산부(C4), 블리드 오프 개구 연산부(C20), 블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10), 제어 밸브 지령 생성부(C11), 액추에이터 목표 유량 연산부(C12), 및, 펌프 용적 지령 생성부(C14)로서 기능한다.
도 9는, 액추에이터 목표 속도 연산부(C4)가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면이다. 액추에이터 목표 속도 연산부(C4)는, 각 액추에이터의 각각에 대응하는 정보(조작 신호)에 의거하여, 액추에이터의 목표 속도를 연산한다. 이하에서는, 붐 실린더(액추에이터)(11a)의 조작 신호에 의거하여, 붐 실린더(액추에이터)(11a)의 목표 속도를 연산하는 예를 대표하여 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 액추에이터 목표 속도 연산부(C4)는, 붐 실린더(11a)의 조작 신호에 의거하여, 붐 실린더(11a)의 목표 속도를 연산한다. ROM(102)에는, 조작 신호와 붐 실린더(11a)의 목표 속도가 대응 지어진 테이블(T4)이 기억되어 있다. 테이블(T4)은, 조작 레버(23a)의 조작량의 절대값이 커질수록, 목표 속도가 커지는 특성이다. 또한, 붐 조작 장치(23)는, 조작 레버(23a)가 중립 위치로부터 일방(붐 인상측)으로 기울여지면 정의 값의 조작량을 나타내는 조작 신호를 출력하고, 조작 레버(23a)가 중립 위치로부터 타방(붐 인하측)으로 기울여지면 부의 값의 조작량을 나타내는 조작 신호를 출력한다.
액추에이터 목표 속도 연산부(C4)는, 테이블(T4)을 참조하여, 붐 조작 장치(23)로부터 입력되는 조작 신호에 의거하여, 붐 실린더(11a)의 목표 속도를 연산한다. 또한, 목표 속도는, 정인 경우에는 붐 실린더(11a)의 신장 방향의 목표 속도를 나타내고, 부인 경우에는 붐 실린더(11a)의 수축 방향의 목표 속도를 나타내고 있다.
또한, 도면에는 나타내지 않지만, 액추에이터 목표 속도 연산부(C4)는, 아암 실린더(12a), 버킷 실린더(13a), 주행용 유압 모터(2a) 및 선회용 유압 모터(3a)의 목표 속도도 연산한다.
도 10은, 블리드 오프 개구 연산부(C20)가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 블리드 오프 개구 연산부(C20)는, 게이트 록 레버 신호 및 액추에이터의 조작 신호에 의거하여, 블리드 오프 밸브(140)의 기준 개구 면적을 연산한다.
블리드 오프 개구 연산부(C20)는, 연산부(O20a), 최대값 선택부(O20b), 판정부(O20c, O20e), 선택부(O20d, O20f)로서 기능한다. 연산부(O20a)는, 액추에이터의 조작 신호(붐 실린더의 조작 신호, 아암 실린더의 조작 신호 등)의 절대값을 연산한다. 최대값 선택부(O20b)는, 연산부(O20a)에서 연산된 복수의 절대값(붐 조작량의 절대값, 아암 조작량의 절대값 등) 중에서 가장 큰 것을 선택한다.
판정부(O20c)는, 최대값 선택부(O20b)에서 선택된 최대값이, 미리 정한 문턱값(Th1)보다 큰지 아닌지를 판정한다. 문턱값(Th1)은, 액추에이터의 조작 레버(조작 레버(23a, 24a) 등)이 조작되고 있는지 아닌지를 판정하기 위해 미리 정해지며, ROM(102)에 기억되어 있다. 문턱값(Th1)은, 예를 들면, 조작 레버의 최대 조작량을 100%로 한 경우에 있어서의 3% 정도의 값이다. 즉, 최대값 선택부(O20b) 및 판정부(O20c)는, 조작 신호의 최대값이 문턱값(Th1)보다 큰지 아닌지에 따라, 액추에이터의 조작 레버(조작 레버(23a, 24a) 등) 중 적어도 1개가 조작되고 있는지 아닌지를 판정하고 있다.
선택부(O20d)는, 판정부(O20c)에서 긍정 판정되면, 즉 최대값 선택부(O20b)에서 선택된 최대값이 문턱값(Th1)보다 크고, 액추에이터의 조작 레버 중 적어도 1개가 조작되고 있다고 판정되면, 개구 면적(A13)을 선택한다. 선택부(O20d)는, 판정부(O20c)에서 부정 판정되면, 즉 최대값 선택부(O20b)에서 선택된 최대값이 문턱값(Th1) 이하이며, 액추에이터의 조작 레버 중 모두가 조작되고 있지 않다고 판정되면, 개구 면적(A12+A13)을 선택한다.
판정부(O20e)는, 게이트 록 레버 장치(22)로부터의 게이트 록 레버 신호에 의거하여, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되고 있는지 아닌지를 판정한다.
선택부(O20f)는, 판정부(O20e)에서 긍정 판정되면, 즉 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되고 있다고 판정되면, 개구 면적(A11+A12+A13)을 기준 개구 면적으로서 선택하고, 블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10)에 출력한다. 선택부(O20f)는, 판정부(O20e)에서 부정 판정되면, 즉 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있다고 판정되면, 선택부(O20d)에서 선택된 개구 면적(A13 또는 A12+A13)을 기준 개구 면적으로서 선택하고, 블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10)에 출력한다.
도 11은, 블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10)가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10)는, 액추에이터의 조작 신호 및 블리드 오프 개구 연산부(C20)에서 연산된 기준 개구 면적에 의거하여, 블리드 오프 밸브(140)를 구동시키는 전자 밸브(63)를 제어하기 위한 블리드 오프 밸브 지령을 생성한다.
블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10)는, 연산부(O10a), 최소값 선택부(O10b) 및 연산부(O10c)로서 기능한다. ROM(102)에는, 액추에이터의 조작 신호(붐 실린더(11a)의 조작 신호, 아암 실린더(12a)의 조작 신호 등)와 블리드 오프 밸브(140)의 조작 요구 개구 면적이 대응 지어진 테이블(T10a1, T10a2)이 기억되어 있다. 연산부(O10a)는, 각 액추에이터의 각각에 대응하는 조작 신호에 의거하여, 조작 요구 개구 면적을 연산한다. 이하에서는, 붐 실린더(11a)의 조작 신호에 의거하여, 조작 요구 개구 면적을 연산하는 예를 대표하여 설명한다.
연산부(O10a)는, 붐 실린더(11a)의 조작 신호에 의거하여, 블리드 오프 밸브(140)의 조작 요구 개구 면적을 연산한다. 테이블(T10a1)은, 조작 레버(23a)의 조작량의 절대값이 커질수록, 조작 요구 개구 면적이 작아지는 특성이다. 본 실시 형태에서는, 조작 레버(23a)가 중립 위치를 포함하는 불감대에 위치하고 있을 때에는, 조작 요구 개구 면적이 스로틀(150)의 최대 개구 면적(Amax)(≒A11+A12+A13) 이상의 값이 되도록 설정되어 있다. 또한, 테이블(T10a1)은, 조작량의 절대값이 미리 정한 소정값(L0)일 때에 조작 요구 개구 면적이 제 3 입구 구멍(193)의 개구 면적(A13)에 상당하는 면적이 되도록 설정되어 있다.
연산부(O10a)는, 테이블(T10a1)을 참조하고, 붐 조작 장치(23)로부터 입력되는 조작 신호에 의거하여, 조작 요구 개구 면적을 연산한다. 또한, 연산부(O10a)는, 테이블(10a2)을 참조하고, 아암 조작 장치(24)로부터 입력되는 조작 신호에 의거하여, 조작 요구 개구 면적을 연산한다. 또한, 도면에는 나타내지 않지만, 연산부(10a)는, 버킷 실린더(13a)의 조작 신호, 주행용 유압 모터(2a)의 조작 신호 및 선회용 유압 모터(3a)의 조작 신호에 의거하여, 조작 요구 개구 면적을 연산한다.
최소값 선택부(O10b)는, 연산부(10a)에서 연산된 복수의 조작 요구 개구 면적, 및, 블리드 오프 개구 연산부(C20)에서 연산된 기준 개구 면적 중, 가장 작은 것을 선택하고, 선택한 것을 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)로서 설정한다. 최소값 선택부(O10b)는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 연산부(O10c)에 출력한다. 또한, 최소값 선택부(O10b)는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 펌프 용적 지령 생성부(C14)에도 출력한다(도 8 참조).
연산부(O10c)는, ROM(102)에 기억되어 있는 전류 변환 테이블(T10c)을 참조하고, 최소값 선택부(O10b)로부터 입력된 목표 개구 면적(At)에 의거하여, 전자 밸브(63)에 공급하는 제어 전류의 목표값을 연산한다. 연산부(O10c)는, 전자 밸브(63)에 공급되는 제어 전류를 목표값으로 제어하기 위한 블리드 오프 밸브 지령을 생성하고, 생성한 블리드 오프 밸브 지령을 전류 제어부(도시 생략)에 출력한다. 전류 제어부는, 블리드 오프 밸브 지령에 의거하여, 전자 밸브(63)의 솔레노이드에 공급되는 제어 전류가, 목표값이 되도록 제어 전류를 제어한다.
도 12는, 제어 밸브 지령 생성부(C11)가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 제어 밸브 지령 생성부(C11)는, 제어 밸브(45, 46)를 구동시키는 전자 밸브(51, 52, 61, 62)를 제어하기 위한 제어 밸브 지령을 생성한다. 제어 밸브 지령 생성부(C11)는, ROM(102)에 기억되어 있는 테이블(T11a)을 참조하고, 액추에이터(붐 실린더(11a), 아암 실린더(12a))의 조작 신호에 의거하여, 전자 밸브(51, 52)에 공급하는 제어 전류의 목표값을 연산한다. 제어 밸브 지령 생성부(C11)는, ROM(102)에 기억되어 있는 테이블(T11b)을 참조하고, 액추에이터(붐 실린더(11a), 아암 실린더(12a))의 조작 신호에 의거하여, 전자 밸브(61, 62)에 공급하는 제어 전류의 목표값을 연산한다.
제어 밸브 지령 생성부(C11)는, 전자 밸브(51, 52, 61, 62)에 공급되는 제어 전류를 목표값으로 제어하기 위한 제어 밸브 지령을 생성하고, 생성한 제어 밸브 지령을 전류 제어부(도시 생략)에 출력한다. 전류 제어부는, 제어 밸브 지령에 의거하여, 전자 밸브(51, 52, 61, 62)의 솔레노이드에 공급되는 제어 전류가, 목표값이 되도록 제어 전류를 제어한다.
도 13은, 액추에이터 목표 유량 연산부(C12)가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면이다. 액추에이터 목표 유량 연산부(C12)는, 각 액추에이터의 각각에 대응하는 정보(목표 속도 및 조작 신호)에 의거하여, 액추에이터의 목표 유량을 연산한다. 이하에서는, 붐 실린더(11a)의 목표 속도 및 조작 신호에 의거하여, 붐 실린더(11a)의 목표 유량을 연산하는 예를 대표하여 설명한다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 액추에이터 목표 유량 연산부(C12)는, 승산부(O12a, O12b), 판정부(O12c) 및 선택부(O12d)로서 기능한다.
승산부(O12a)는, 액추에이터 목표 속도 연산부(C4)에서 연산된 붐 실린더(11a)의 목표 속도(정의 값)에 (Sbot)를 승산하여, 보텀측 유입 목표 유량을 연산한다. 여기서, Sbot는, 붐 실린더(11a)의 보텀측의 수압 면적(실린더 2개분의 수압 면적)이다. 승산부(O12b)는, 액추에이터 목표 속도 연산부(C4)에서 연산된 붐 실린더(11a)의 목표 속도(부의 값)에 (-Srod)를 승산하여, 로드측 유입 목표 유량을 연산한다. 여기서, Srod는, 붐 실린더(11a)의 로드측의 수압 면적 Srod(실린더 2개분의 수압 면적)이다.
판정부(O12c)는, 붐 실린더(11a)의 조작 신호에 의거하여, 붐 조작량이 정의 값인지 아닌지를 판정한다. 판정부(O12c)에서 붐 조작량이 정의 값이라고 판정되면, 선택부(O12d)는, 보텀측 유입 목표 유량을 붐 실린더(11a)의 목표 유량으로서 결정한다. 판정부(O12c)에서 붐 조작량이 정의 값이 아니라고 판정되면, 선택부(O12d)는, 로드측 유입 목표 유량을 붐 실린더(11a)의 목표 유량으로서 결정한다.
또한, 액추에이터 목표 유량 연산부(C12)는, 아암 실린더(12a)의 조작 신호 및 목표 속도, 버킷 실린더(13a)의 조작 신호 및 목표 속도, 주행용 유압 모터(2a)의 조작 신호 및 목표 속도, 및, 선회용 유압 모터(3a)의 조작 신호 및 목표 속도에 의거하여, 각각의 목표 유량을 연산한다.
도 14는, 펌프 용적 지령 생성부(C14)가 행하는 연산 처리의 내용에 대하여 나타내는 도면이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 펌프 용적 지령 생성부(C14)는, 펌프(81)의 토출 용량을 제어하는 레귤레이터(81a)에 출력하는 펌프 용적 지령을 생성한다. 펌프 용적 지령 생성부(C14)는, 적산부(O14a), 연산부(O14b), 승산부(O14c, O14d), 가산부(O14e), 최대값 선택부(O14f), 제산부(O14g), 최소값 선택부(O14h), 및 제산부(O14i)로서 기능한다.
적산부(O14a)는, 액추에이터 목표 유량 연산부(C12)에서 연산된 각 액추에이터(붐 실린더(11a), 아암 실린더(12a) 등)의 목표 유량을 적산하여, 목표 유량 합계값을 산출한다. 연산부(O14b)는, 압력 센서(25)에서 검출된 펌프 토출압(P)의 평방근을 취한다. 승산부(O14c)는, 연산부(O14b)에서의 연산 결과(펌프 토출압(P)의 평방근)에 블리드 오프 밸브 지령 생성부(C10)에서 연산된 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 승산한다. 승산부(O14d)는, 승산부(O14c)에서의 연산 결과에 ROM(102)에 기억되어 있는 유량 계수(c)를 승산하여, 블리드 오프 유량(블리드 오프 밸브(140)를 통과하는 작동유의 유량)을 산출한다. 가산부(O14e)는, 적산부(O14a)에서의 연산 결과인 목표 유량 합계값에, 승산부(O14d)에서의 연산 결과인 블리드 오프 유량을 가산하여, 펌프 요구 유량(Qr)을 연산한다.
최대값 선택부(O14f)는, 가산부(O14e)에서의 연산 결과인 펌프 요구 유량(Qr)과, 최소 유량(Qmin)을 비교하여, 큰 쪽을 선택한다. 또한, 최소 유량(Qmin)은, 펌프(81)의 손상을 방지하기 위해 설정되는 유량(기기 보호용 설정값)이며, 미리 ROM(102)에 기억되어 있다.
제산부(O14g)는, 최대 마력 설정값을 펌프 토출압(P)으로 제산하여, 마력 제한에 의한 펌프 유량 제한값(Ql)을 연산한다. 최소값 선택부(O14h)는, 최대값 선택부(O14f)에서 선택된 유량(Qr 또는 Qmin)과, 제산부(O14g)에서의 연산 결과인 펌프 유량 제한값(Ql)을 비교하여 작은 쪽을 선택하고, 선택한 유량을 펌프 목표 유량(Qt)로서 결정한다.
제산부(O14i)는, 최소값 선택부(O14h)에서의 연산 결과인 펌프 목표 유량(Qt)를 엔진 회전 속도 센서(80a)에 의해 검출된 실엔진 회전 속도로 제산하여, 토출 용량(변위 용적)의 목표값을 연산한다. 제산부(O14i)는, 펌프(81)의 토출 용량을 목표값으로 제어하기 위한 펌프 용적 지령을 생성하고, 생성한 펌프 용적 지령을 레귤레이터(81a)에 출력한다.
이어서, 도 15를 참조하여, 본 실시 형태와 관련된 유압 셔블(1)의 동작에 대하여 설명한다. 도 15는, 게이트 록 레버 장치(22) 및 액추에이터의 조작 레버의 조작에 따라 설정되는 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At), 액추에이터의 조작 레버의 조작에 따라 설정되는 펌프(81)의 토출 유량(펌프 목표 유량(Qt)) 및 압력 센서(25)에 의해 검출되는 토출압(P)의 변화에 대하여 나타내는 타임 차트이다.
도 15의 가로축은, 시간(시각)을 나타내고 있다. 도 15의 (a)의 세로축은, 게이트 록 레버 장치(22)의 조작 위치에 대하여 나타내고, 도 15의 (b)의 세로축은, 액추에이터의 조작 신호(조작 레버의 조작량)를 나타내며, 도 15의 (c)의 세로축은, 메인 컨트롤러(100)에 의해 설정되는 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 나타내고, 도 15의 (d)의 세로축은, 메인 컨트롤러(100)에 의해 설정되는 펌프(81)의 토출 유량(펌프 목표 유량(Qt))을 나타내며, 도 15의 (e)는, 압력 센서(25)에 의해 검출되는 펌프 토출압(P)을 나타내고 있다.
시점 t0에 있어서, 게이트 록 레버 장치(22)는 록 위치로 조작되고 있다. 또한, 시점 t0에서는, 액추에이터의 조작 레버의 전부가 중립 위치에 있다. 즉, 액추에이터의 조작 장치는, 모두가 비조작 상태이다. 이 때문에, 메인 컨트롤러(100)는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 A11+A12+A13으로 설정한다(At=A11+A12+A13). 이 경우, 메인 컨트롤러(100)는 전자 밸브(63)의 솔레노이드에 공급되는 제어 전류를 최소값(예를 들면, 대기 전류값)으로 제어한다. 이에 따라, 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)는, 탱크압 상당의 압력이 되며, 스풀(141)이 도 6의 (a)에 나타내는 중립 위치에 배치된다. 그 결과, 제 1 스로틀(151)의 스로틀 구멍(191, 192, 193)에 의해, 통과하는 작동유에 저항이 부여되며, 펌프 토출압(P)(메인 회로(HC1)의 회로압)이 제 1 목표값(P1)(예를 들면, 2MPa)으로 보지된다. 또한, 액추에이터의 조작 레버가 조작되고 있지 않기 때문에, 펌프 토출 유량은, 최소 유량(Qmin)으로 되어 있다.
시점 t1에 있어서, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로부터 록 해제 위치로 조작되면, 메인 컨트롤러(100)는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 A12+A13으로 설정한다(At=A12+A13). 이 경우, 메인 컨트롤러(100)는, 전자 밸브(63)의 솔레노이드에 공급되는 제어 전류를 증가시킴으로써, 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압을 증가시켜, 스풀(141)을 도 6의 (b)에 나타내는 위치까지 이동시킨다. 이에 따라, 제 1 스로틀(151)의 스로틀 구멍(192, 193)에 의해, 통과하는 작동유에 저항이 부여되고, 펌프 토출압(P)이, 1단계 상승하여 제 2 목표값(P2)(예를 들면, 3MPa)이 된다. 제 2 목표값(P2)까지 펌프 토출압(P)을 상승시켜 둠으로써, 조작 레버에 의한 조작이 개시되었을 때에, 조속히 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적이 작아지는 방향으로 스풀(141)을 구동시키는 것이 가능한 상태가 된다.
시점 t2에 있어서, 예를 들면, 붐 조작 장치(23)의 조작 레버(23a)가 중립 위치로부터 조작되고, 시점 t3에 있어서, 그 조작량이 문턱값(Th1)을 초과하면, 메인 컨트롤러(100)는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)로서 A13을 설정한다(At=A13). 이 경우, 메인 컨트롤러(100)는, 전자 밸브(63)의 솔레노이드에 공급되는 제어 전류값을 증가시킴으로써, 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압을 증가시켜, 스풀(141)을 도 6의 (c)에 나타내는 위치까지 이동시킨다. 이에 따라, 제 1 스로틀(151)의 스로틀 구멍(193)에 의해, 통과하는 작동유에 저항이 부여되어, 펌프 토출압(P)이, 추가로 1단계 상승하여 제 3 목표값(P3)(예를 들면, 4MPa)이 된다. 제 3 목표값(P3)까지 펌프 토출압(P)을 상승시켜 둠으로써, 조작 레버의 조작에 따른 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141)의 응답성을 보다 높일 수 있다. 또한, 이 상태에서는, 조작 레버(23a, 24a)의 조작에 의해, 제어 밸브(45, 46)의 스풀을 풀 스트로크까지 이동시키는 것이 가능한 회로압으로 되어 있다.
조작 레버(23a)가 추가로 조작되고, 그 조작량이 커지면, 펌프 토출 유량이 증가하여, 펌프 토출압(P)이 증가한다. 펌프 토출압(P)이, 붐 실린더(11a)의 부하압보다 커지면, 체크 밸브(41)가 개방되고, 펌프(81)로부터 토출되는 압유(작동유)가 붐 실린더(11a)에 공급되어, 붐(11)이 구동된다.
시점 t4에 있어서, 조작 레버(23a)의 조작량이 소정값(L0)을 초과하면, 메인 컨트롤러(100)는, 조작 신호에 의거하여 연산한 조작 요구 개구 면적(A13 미만의 개구 면적)을 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)으로서 설정한다. 이 때문에, 시점 t4 이후에는, 조작 레버(23a)의 조작량의 증가에 따라, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)이 감소한다.
체크 밸브(41)가 개방된 직후에는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)은 A13으로 설정되어 있기 때문에, 펌프(81)로부터 토출된 작동유의 일부를 블리드 오프 밸브(140)를 통하여 탱크(19)로 빠져나가게 할 수 있다. 그리고, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)이 연속적으로 감소함으로써, 붐 실린더(11a)에 공급되는 작동유의 유량이 연속적으로 증가한다. 이에 따라, 붐 실린더(11a)에 공급되는 작동유의 유량이 급격하게 증가함으로써 쇼크가 발생하는 것이 방지되어, 붐 실린더(11a)를 매끄럽게 동작시킬 수 있다.
본 실시 형태의 작용 효과를, 본 실시 형태의 비교예와 비교하여 설명한다. 본 실시 형태의 비교예는, 제 1 스로틀(151)이 생략되고, 컷아웃부(144)에 의해 형성되는 제 2 스로틀(152)만이 마련되고, 비조작 시에, 제 2 스로틀(152)에서 발생하는 압력 손실을 이용하여, 회로압을 소정의 압력으로 보지한다. 이 비교예에서는, 스풀의 위치가 약간 어긋난 것 만으로도 스로틀의 개구 면적이 변화되어 버린다. 이 때문에, 회로압의 조정을 양호한 정밀도로 행하는 것이 어렵다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 복수의 스로틀 구멍(191, 192, 193)에 의해 제 1 스로틀(151)을 구성하고, 컷아웃부(144)에 의해 제 2 스로틀(152)을 구성하며, 비조작 시에, 제 1 스로틀(151)에서 발생하는 압력 손실을 이용하여, 회로압을 소정의 압력으로 보지한다. 복수의 스로틀 구멍(191, 192, 193)은, 축 방향으로 이간하여 마련되어 있다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 스풀(141)의 축 방향의 이동 영역으로서, 합성 개구 면적(A0)을 일정하게 유지하는 것이 가능한 이동 영역(Ac1, Ac2, Ac3)을 확보할 수 있다.
따라서, 회로압을 소정의 압력(P1, P2, P3)으로 보지할 때, 스풀(141)을 이동 영역(Ac1, Ac2, Ac3)의 범위 내에 위치시켜 둠으로써, 진동, 작동유 온도의 변화 등의 외란의 영향에 의해, 스풀(141)의 위치가 축 방향으로 어긋나 버린 경우에 합성 개구 면적(A0)이 변화되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 의하면, 비교예에 비해, 회로압의 정밀도 좋게 행할 수 있으므로, 파일럿 1차압의 생성에 필요한 회로압을 안정적으로 확보할 수 있다.
상기 서술한 실시 형태에 의하면, 다음의 작용 효과를 나타낸다.
(1) 유압 셔블(작업 기계)(1)은, 펌프(81)로부터 토출되는 작동 유체를 액추에이터에 공급하는 메인 회로(HC1)와, 메인 회로(HC1)에 마련되며, 펌프(81)로부터 액추에이터에 공급되는 작동 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브(45, 46)와, 펌프(81)로부터 토출되는 작동 유체의 일부를 제어 밸브(45)의 파일럿 수압부(45a, 45b, 46a, 46b)로 유도하는 파일럿 회로(HC2)와, 파일럿 회로(HC2)에 마련되며, 펌프(81)로부터 토출되는 작동 유체의 압력을 감압하여 파일럿 1차압을 생성하는 파일럿 감압 밸브(제 1 감압 밸브)(71)와, 파일럿 회로(HC2)에 마련되며, 파일럿 1차압을 감압하여, 제어 밸브(45, 46)의 파일럿 수압부(45a, 45b, 46a, 46b)에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 전자 밸브(제 2 감압 밸브)(51, 61, 52, 62)와, 펌프(81)와 탱크(19)를 접속하는 블리드 오프 통로(Lb)와, 블리드 오프 통로(Lb)에 마련되는 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브(140)와, 파일럿 회로(HC2)에 마련되며, 파일럿 1차압을 감압하여, 블리드 오프 밸브(140)의 파일럿 수압부(149)에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 전자 밸브(제 3 감압 밸브)(63)와, 액추에이터를 조작하기 위한 조작 장치(23, 24)와, 조작 장치(23, 24)에 의한 조작에 의거하여, 전자 밸브(제 3 감압 밸브)(63)를 제어하는 메인 컨트롤러(제어 장치)(100)를 구비한다.
블리드 오프 밸브(140)는, 전자 밸브(제 3 감압 밸브)(63)에 의해 생성되는 파일럿 2차압에 의해, 축 방향으로 이동하는 스풀(141)과, 스풀(141)을 슬라이딩 가능하게 수용하는 밸브 바디(161)와, 통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀(150)을 가진다. 스풀(141)의 축 방향의 이동 영역은, 스로틀(150)의 개구 면적(개방도)이 단계적으로 변화되는 제 1 이동 영역과, 스로틀(150)의 개구 면적(개방도)이 연속적으로 변화되는 제 2 이동 영역을 가진다. 메인 컨트롤러(100)는, 조작 장치(23, 24)에 의한 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 스풀(141)을 제 1 이동 영역에 위치시키도록 전자 밸브(제 3 감압 밸브)(63)를 제어한다. 메인 컨트롤러(100)는, 조작 장치(23, 24)에 의해, 미리 정한 소정값(L0)보다 큰 조작량으로 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 스풀(141)을 제 2 이동 영역에 위치시키도록 전자 밸브(제 3 감압 밸브)(63)를 제어한다. 스로틀(150)은, 스풀(141)이 제 1 이동 영역에 위치하고 있을 때에, 통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))을 가진다.
이 구성에 의하면, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))에 작동 유체가 통과함으로써, 압력 손실을 발생시켜, 파일럿 1차압의 생성에 필요한 회로압을 안정적으로 확보할 수 있다.
(2) 밸브 바디(161)는, 스풀(141)을 슬라이딩 가능하게 수용하는 슬라이딩 구멍(170)과, 슬라이딩 구멍(170)에 연통하여, 펌프(81)로부터 토출되는 작동 유체가 공급되는 공급 통로(171)와, 슬라이딩 구멍(170)과 탱크(19)를 연통하는 배출 통로(172)와, 배출 통로(172)에 인접하도록 슬라이딩 구멍(170)에 마련되는 유체실(197)을 가진다. 스풀(141)은, 배출 통로(172)와 유체실(197)을 연통 또는 차단하는 제 1 랜드부(랜드부)(181)와, 내부 통로(146)와, 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통하는 복수의 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))과, 내부 통로(146)와 유체실(197)을 연통하는 출구 구멍(연통 구멍)(196)을 가진다. 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)은, 복수의 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))에 의해 구성되는 제 1 스로틀(151)과, 제 1 랜드부(181)에 형성된 컷아웃부(144)와 슬라이딩 구멍(170)과의 간극에 의해 형성되는 제 2 스로틀(152)에 의해 구성된다.
즉, 제 1 스로틀(151)은, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 일단측으로부터 타단측을 향해 이동함에 따라, 그 개구 면적이 단계적으로 작아지도록 형성된다. 제 2 스로틀(152)은, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 일단측으로부터 타단측을 향해 이동함에 따라, 그 개구 면적이 연속적으로 작아지도록 형성된다. 이 구성에 의하면, 제 1 스로틀(151)의 개구 면적을 단계적으로 변화시킴으로써, 회로압을 단계적으로 변화시킬 수 있다. 또한, 제 2 스로틀(152)의 개구 면적을 연속적으로 변화시킴으로써, 블리드 오프 유량을 연속적으로 변화시킬 수 있기 때문에, 액추에이터를 매끄럽게 동작시킬 수 있다.
(3) 제 1 스로틀(151)은, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 일단측에 위치하고 있을 때에는 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통하고, 스풀(141)이 슬라이딩 구멍(170)의 타단측에 위치하고 있을 때에는 공급 통로(171)와 내부 통로(146)와의 연통을 차단하는 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192))과, 스풀(141)의 위치에 관계없이, 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통하는 스로틀 구멍(제 3 입구 구멍(193))에 의해 구성된다.
본 실시 형태에서는, 연통 상태로부터 차단 상태로 천이하는 2개의 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192))이 마련되어 있다. 이 때문에, 펌프 토출 유량이 소정값(예를 들면, 최소 유량)일 때에, 제 1 입구 구멍(191)만을 차단 상태로 함으로써, 펌프 토출압(P)을 제 1 목표값(P1)으로부터 제 2 목표값(P2)으로 1단계 상승시키고, 제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192)의 쌍방을 차단 상태로 함으로써, 펌프 토출압(P)을 제 2 목표값(P2)으로부터 제 3 목표값(P3)으로 추가로 1단계 상승시킬 수 있다. 이 구성에서는, 회로압을 3개의 압력 상태로 단계적으로 변화시킬 수 있다. 이 때문에, 유압 셔블(1)의 상태에 따라, 회로압을 단계적으로 조정함으로써, 에너지 소비의 효율의 향상을 도모하거나, 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141) 및 제어 밸브(45, 46)의 스풀의 동작의 응답성 및 이동 가능 범위를 조정하거나 할 수 있다.
(4) 유압 셔블(1)은, 액추에이터(11a, 12a)의 동작을 금지하는 록 위치와 액추에이터(11a, 12a)의 동작을 허가하는 록 해제 위치로 선택적으로 조작되는 게이트 록 레버 장치(록 레버 장치)(22)를 구비한다. 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되고 있는 경우, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)(=A11+A12+A13)이 되도록 스풀(141)의 위치를 제어한다. 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 조작 장치(23, 24)에 의한 액추에이터(11a, 12a)의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)보다 1단계 작은 개구 면적(A12+A13)이 되도록 스풀(141)의 위치를 제어한다. 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 조작 장치(23, 24)에 의해, 미리 정한 소정값(L0) 이하의 조작량에 의해 액추에이터(11a, 12a)의 조작이 행해지고 있을 때에는, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)보다 2단계 작은 개구 면적(A13)이 되도록 스풀(141)의 위치를 제어한다.
이 구성에서는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되고 있을 때에는, 스로틀(150)의 개구 면적이 최대 개구 면적(Amax)이 되기 때문에, 에너지 소비 효율을 가장 높일 수 있다. 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되면, 펌프 토출압(P)이 1단계 상승하여, 제어 밸브(45, 46)를 구동시키는데 필요한 파일럿압의 생성에 필요한 회로압을 확보할 수 있음과 함께, 에너지 소비 효율을 어느 정도 높일 수 있다. 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 상태에서, 조작 장치(23, 24)에 의해 소정값(L0) 이하의 조작량으로 조작이 행해지면 (즉 조작량>문턱값(Th1)), 펌프 토출압(P)이 추가로 1단계 상승하기 때문에, 조작에 따라 제어 밸브(45, 46)를 풀 스트로크까지 동작시키는 것이 가능해진다.
(5)스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))은, 스풀(141)의 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이며, 그 직경 방향의 길이(L2)가 컷아웃부(144)의 축 방향의 길이(L1)보다 짧아지도록 형성된다. 스로틀 구멍의 직경 방향 길이(L2)가 지나치게 길면, 작동 유체의 온도 변화(점도 변화)에 기인하는 압력 손실의 변화가 커져버린다. 예를 들면, 작동 유체의 온도가 낮고, 점도가 높은 경우에는, 압력 손실이 커져, 회로압이 과잉되어 버릴 우려가 있다. 또한, 작동 유체의 온도가 높고, 점도가 낮은 경우에는, 압력 손실이 작고, 필요한 회로압을 확보할 수 없게 되어 버릴 우려가 있다. 본 실시 형태에서는, 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))의 직경 방향의 길이(L2)가, 컷아웃부(144)의 축 방향의 길이(L1)보다 짧기 때문에, 작동 유체의 온도 변화(점도 변화)의 영향을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 작동 유체의 온도가 낮을 때에, 회로압이 과잉되는 것을 방지하고, 작동 유체의 온도가 높을 때에 회로압이 부족되는 것을 방지할 수 있다.
다음과 같은 변형예도 본 발명의 범위 내이며, 변형예에 나타내는 구성과 상기 서술의 실시 형태에서 설명한 구성을 조합하거나, 이하의 다른 변형예에서 설명하는 구성끼리를 조합하거나 하는 것도 가능하다.
<변형예 1>
블리드 오프 밸브(140)의 구성은, 상기 실시 형태에서 설명한 구성에 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에서는, 연통 상태로부터 차단 상태로 천이하는 조정 구멍(제 1 입구 구멍(191) 및 제 2 입구 구멍(192))을 2개 마련하는 예에 대하여 설명했지만, 축 방향으로 이간하는 3개 이상의 조정 구멍을 스풀에 마련하도록 해도 된다. 또한, 2개의 조정 구멍 중, 1개를 생략해도 된다. 예를 들면, 제 1 입구 구멍(조정 구멍)(191)은, 그 개구 면적이 A11+A12가 되도록 형성하고, 제 2 입구 구멍(조정 구멍)(192)은 생략해도 된다.
<변형예 1-1>
연통 상태로부터 차단 상태로 천이하는 조정 구멍을 1개로 한 경우의 목표 개구 면적의 설정 방법에 대하여 설명한다. 본 변형예 1-1과 관련된 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)의 조작 위치에 관계없이, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 A11+A12+A13으로 설정한다. 또한, 본 변형예 1-1과 관련된 메인 컨트롤러(100)는, 액추에이터의 조작 레버의 조작량이 문턱값(Th1)을 초과하면, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 A13으로 설정한다.
이 구성에서는, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적은, 최대 개구 면적(Amax)(=A11+A12+A13)이 되기 때문에, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 에너지 소비를 억제할 수 있다. 또한, 본 변형예 1-1에서는, 액추에이터의 조작 레버의 조작량이 증가하여 문턱값(Th1)을 초과하면, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)이 A13으로 설정된다. 이 때문에, 조작 장치(23, 24)의 조작에 따른 블리드 오프 밸브(140)의 스풀(141) 및 제어 밸브(45, 46)의 스풀의 동작의 응답성은, 본 변형예에 비해 상기 실시 형태의 쪽이 높다.
<변형예 1-2>
연통 상태로부터 차단 상태로 천이하는 조정 구멍을 1개로 한 경우의 목표 개구 면적의 다른 설정 방법에 대하여 설명한다. 본 변형예 1-2와 관련된 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)의 조작 위치가 록 위치로 조작되고 있는 경우에는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 A11+A12+A13으로 설정한다. 또한, 본 변형예 1-2와 관련된 메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)의 조작 위치가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우에는, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)을 A13으로 설정한다.
이 구성에서는, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 블리드 오프 밸브(140)의 스로틀(150)의 개구 면적은, 최대 개구 면적(Amax)(=A11+A12+A13)이 되기 때문에, 상기 실시 형태와 같이 에너지 소비를 억제할 수 있다. 또한, 본 변형예 1-2에서는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되면, 블리드 오프 밸브(140)의 목표 개구 면적(At)이 A13으로 설정된다. 이 때문에, 에너지 소비 효율은, 본 변형예에 비해 상기 실시 형태의 쪽이 높다.
<변형예 2>
도 16을 참조하여, 상기 실시 형태의 변형예 2에 대하여 설명한다. 도 16은, 도 3과 마찬가지의 도면이며, 변형예 2와 관련된 블리드 오프 밸브(240)의 단면 모식도이다. 이하에서는, 상기 실시 형태에서 설명한 블리드 오프 밸브(140)와 상이한 점에 대하여 주로 설명한다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에서는, 스풀(241)에 환상 홈(183)(도 3 참조)이 형성되어 있지 않다. 또한, 슬라이딩 구멍(270)에 환상 오목부(173)(도 3 참조)가 형성되어 있지 않다. 또한, 본 변형예와 관련된 블리드 오프 밸브(240)에는, 상기 실시 형태에서 설명한 컷아웃부(144)(도 3 참조)도 형성되어 있지 않다. 이하, 본 변형예와 관련된 블리드 오프 밸브(240)의 구조에 대하여, 상기 실시 형태와는 상이한 점을 주로 설명한다.
밸브 바디(261)는, 스풀(241)을 슬라이딩 가능하게 수용하는 슬라이딩 구멍(270)과, 슬라이딩 구멍(270)에 연통하여, 펌프(81)로부터 토출되는 작동유가 공급되는 공급 통로(171)와, 슬라이딩 구멍(270)과 탱크(19)를 연통하는 배출 통로(172)를 가진다.
스풀(241)은, 내부 통로(146)와, 공급 통로(171)와 내부 통로(146)를 연통하는 복수의 스로틀 구멍(입구 구멍(291), 입구 구멍(292), 입구 구멍(298), 입구 구멍(299))과, 내부 통로(146)와 배출 통로(172)를 연통하는 복수의 출구 구멍(296)을 가진다. 또한, 복수의 출구 구멍(296)의 총 개구 면적은, 복수의 스로틀 구멍(291, 292, 298, 299)의 총 개구 면적에 비해 충분히 크다.
본 변형예와 관련된 블리드 오프 밸브(240)의 스로틀(250)은, 복수의 스로틀 구멍(291, 292, 298, 299)에 의해 구성된다. 입구 구멍(291, 292)은, 서로 축 방향에서 이간하여 마련되는 원형의 단면 형상의 스로틀 구멍이며, 스풀(241)이 슬라이딩 구멍(270)의 일단측으로부터 타단측을 향해 이동함에 따라, 스로틀(250)의 개구 면적(개방도)이 단계적으로 작아지도록 형성된다. 입구 구멍(291)이 연통 상태로부터 차단 상태가 되면, 스로틀(250)의 개구 면적은, 최대 개구 면적으로부터 1단계 작은 개구 면적으로 변화된다. 또한, 입구 구멍(292)이 연통 상태로부터 차단 상태가 되면, 스로틀(250)의 개구 면적은, 추가로 1단계 작은 개구 면적으로 변화된다.
입구 구멍(298, 299)은, 스풀(241)이 슬라이딩 구멍(270)의 일단측으로부터 타단측을 향해 이동함에 따라, 스로틀(250)의 개구 면적(개방도)이 연속적으로 작아지도록 형성되는 스로틀 구멍이다. 입구 구멍(298)과 입구 구멍(299)은, 둘레 방향으로 이간하여 마련된다.
입구 구멍(298)은, 장축이 축 방향을 따라 배치되는 타원 형상의 베이스 구멍부(298b)와, 베이스 구멍부(298b)의 일단부(도시 하단부)로부터 스풀(241)의 하단부를 향해 축 방향으로 연장하도록 형성된 컷아웃부(298a)를 가진다. 컷아웃부(298a)는, 베이스 구멍부(298b)로부터 연속하여 형성되는 기단측 컷아웃부(298a1)와, 기단측 컷아웃부(298a1)로부터 하방향으로 연장되는 선단측 컷아웃부(298a2)를 가진다. 선단측 컷아웃부(298a2)의 폭은, 기단측 컷아웃부(298a1)의 폭보다 짧다. 베이스 구멍부(298b) 및 컷아웃부(298a)는, 스풀(241)의 직경 방향으로 관통하고 있다.
마찬가지로, 입구 구멍(299)은, 장축이 축 방향을 따라 배치되는 타원 형상의 베이스 구멍부(299b)와, 베이스 구멍부(299b)의 일단부(도시 하단부)로부터 스풀(241)의 하단부를 향해 축 방향으로 연장하도록 형성된 컷아웃부(299a)를 가진다. 컷아웃부(299a)는, 베이스 구멍부(299b)로부터 연속하여 형성되는 기단측 컷아웃부(299a1)와, 기단측 컷아웃부(299a1)로부터 하방향으로 연장되는 선단측 컷아웃부(299a2)를 가진다. 선단측 컷아웃부(299a2)의 폭은, 기단측 컷아웃부(299a1)의 폭보다 짧다. 베이스 구멍부(299b) 및 컷아웃부(299a)는, 스풀(241)의 직경 방향으로 관통하고 있다.
메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되고 있는 경우, 복수의 입구 구멍(291, 292, 298, 299)의 전체가 전체 개방 상태가 되는 중립 위치에 스풀(241)을 위치시킨다. 이에 따라, 스로틀(250)의 개구 면적은 최대 개구 면적(Amax)이 되기 때문에, 회로압이 제 1 목표값(P1)으로 보지된다.
메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 복수의 입구 구멍(291, 292, 298, 299) 중, 입구 구멍(291)만이 전체 폐쇄 상태가 되는 위치에 스풀(241)을 위치시킨다. 이에 따라, 스로틀(250)의 개구 면적은 최대 개구 면적(Amax)으로부터 1단계 작은 개구 면적이 되고, 회로압이 제 1 목표값(P1)으로부터 1단계 상승한 제 2 목표값(P2)으로 보지된다.
메인 컨트롤러(100)는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 미리 정한 소정값(L0) 이하의 조작량으로 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 입구 구멍(291, 292)이 전체 폐쇄 상태가 되고, 입구 구멍(298, 299)이 전체 개방 상태가 되는 위치에 스풀(241)을 위치시킨다. 이에 따라, 스로틀(250)의 개구 면적은, 최대 개구 면적(Amax)으로부터 2단계 작은 개구 면적이 된다.
조작 레버(23a, 24a)의 조작량이 소정값(L0)보다 커지면, 조작량이 증가함에 따라 입구 구멍(291, 292)의 개구 면적이 작아진다. 이 때, 컷아웃부(298a, 299a)에 비해 유로 단면적이 큰 베이스 구멍부(298b, 299b)의 개구 면적이 작아지고, 그 후에, 컷아웃부(298a, 299a)의 개구 면적이 작아진다. 따라서, 조작 레버(23a, 24a)의 조작량이 커질수록, 조작량에 대한 개구 면적의 변화의 비율의 절대값이 작아진다. 이 때문에, 조작량에 대한 개구 면적의 변화의 비율이 일정한 경우에 비해, 보다 매끄럽게 액추에이터를 동작시킬 수 있다.
이와 같은 변형예에 의하면, 상기 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과에 더해, 유체실(197)을 생략함으로써 스풀(241)의 축 방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 즉, 컨트롤 밸브 블록(4)의 소형화에 따라, 제품 비용의 저감을 도모할 수 있다.
<변형예 3>
상기 실시 형태에서는, 게이트 록 레버 장치(22)가 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 메인 컨트롤러(100)는, 스로틀(150)의 목표 개구 면적(At)을 A11+A12로 설정하고, 그 상태로부터 게이트 록 레버 장치(22)가 록 위치로 조작되면, 스로틀(150)의 목표 개구 면적(At)을 A11+A12+A13으로 설정한다. 이에 대하여, 예를 들면, 메인 컨트롤러(100)는, 스로틀(150)의 목표 개구 면적(At)이 A11+A12로 설정되어 있는 상태에 있어서, 액추에이터의 조작이 미리 정한 소정 시간 이상 행해지고 있지 않은 경우에, 스로틀(150)의 목표 개구 면적(At)을 A11+A12+A13으로 설정해도 된다.
<변형예 4>
상기 실시 형태에서는, 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))의 직경 방향의 길이(L2)가 컷아웃부(144)의 축 방향의 길이(L1)보다 짧아지도록 형성되는 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 온도 변화가 적은 작업 환경에서 작업을 행하는 유압 셔블(1)에 있어서는, 스로틀 구멍의 직경 방향의 길이(L2)는, 컷아웃부(144)의 축 방향의 길이(L1)와 동일하거나 길어지도록 형성해도 된다.
<변형예 5>
도 17에 나타내는 바와 같이, 제 1 랜드부(181)에 둘레 방향을 따르도록 소정 길이의 홈(390a, 390b, 390c)을 형성하고, 이 홈(390a, 390b, 390c)의 바닥부에 홈(390a, 390b, 390c)의 축 방향의 폭보다 직경이 작은 스로틀 구멍(391, 392, 393)을 마련하도록 해도 된다. 이에 따라, 스풀(141)의 강도의 향상을 도모하면서, 스로틀 구멍(391, 392, 393)의 유로 길이(직경 방향 길이)를 짧게 함으로써, 작동유의 점성의 영향을 저감할 수 있다.
<변형예 6>
상기 실시 형태에서는, 스로틀 구멍(제 1 입구 구멍(191), 제 2 입구 구멍(192) 및 제 3 입구 구멍(193))의 단면 형상이 원 형상인 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 스로틀 구멍의 단면 형상은, 타원 형상, 장원 형상, 다각 형상 등, 다양한 형상으로 할 수 있다.
<변형예 7>
상기 실시 형태에서는, 작업 기계가 크롤러식의 유압 셔블(1)인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 휠식의 유압 셔블, 휠 로더, 크롤러 크레인 등, 다양한 작업 기계에 본 발명을 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성으로 한정하는 취지는 아니다.
1…유압 셔블(작업 기계), 2a…주행용 유압 모터(액추에이터), 3a…선회용 유압 모터(액추에이터), 10…작업 장치, 11a…붐 실린더(액추에이터), 12a…아암 실린더(액추에이터), 13a…버킷 실린더(액추에이터), 20…기체, 22…게이트 록 레버 장치(록 레버 장치), 23, 24…조작 장치, 45, 46…제어 밸브, 51, 52, 61, 62…전자 밸브(제 2 감압 밸브), 63…전자 밸브(제 3 감압 밸브), 71…파일럿 감압 밸브(제 1 감압 밸브), 74…록 밸브(전자 전환 밸브), 80…엔진, 81…펌프, 100…메인 컨트롤러(제어 장치), 140, 240…블리드 오프 밸브, 141, 241…스풀, 144…컷아웃부, 146…내부 통로, 149…파일럿 수압부, 161, 261…밸브 바디, 170, 270…슬라이딩 구멍, 171…공급 통로, 172…배출 통로, 173…환상 오목부, 174…파일럿 통로, 175…스프링실, 181…제 1 랜드부(랜드부), 191, 391…제 1 입구 구멍(스로틀 구멍), 192, 392…제 2 입구 구멍(스로틀 구멍), 193, 393…제 3 입구 구멍(스로틀 구멍), 194…유로 단면, 196…출구 구멍(연통 구멍), 197…유체실, 291…입구 구멍(스로틀 구멍), 292…입구 구멍(스로틀 구멍), 296…출구 구멍, 298, 299…입구 구멍(스로틀 구멍), 298a, 299a…컷아웃부, 298b, 299b…베이스 구멍부, A0…합성 개구 면적(스로틀의 개구 면적), HC1…메인 회로, HC2…파일럿 회로, L0…소정값, Lb…블리드 오프 통로, Ld…펌프 토출 통로, Lp…패럴렐 통로, Lt…탱크 통로, P…펌프 토출압(메인 회로의 회로압), Th1…문턱값

Claims (6)

  1. 펌프로부터 토출되는 작동 유체를 액추에이터로 공급하는 메인 회로와,
    상기 메인 회로에 마련되며, 상기 펌프로부터 상기 액추에이터로 공급되는 작동 유체의 흐름을 제어하는 제어 밸브와,
    상기 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 일부를 상기 제어 밸브의 파일럿 수압부로 유도하는 파일럿 회로와,
    상기 파일럿 회로에 마련되며, 상기 펌프로부터 토출되는 작동 유체의 압력을 감압하여 파일럿 1차압을 생성하는 제 1 감압 밸브와,
    상기 파일럿 회로에 마련되며, 상기 파일럿 1차압을 감압하여, 상기 제어 밸브의 파일럿 수압부에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 제 2 감압 밸브와,
    상기 펌프와 탱크를 접속하는 블리드 오프 통로와,
    상기 블리드 오프 통로에 마련되는 파일럿 구동식의 블리드 오프 밸브와,
    상기 파일럿 회로에 마련되며, 상기 파일럿 1차압을 감압하여, 상기 블리드 오프 밸브의 파일럿 수압부에 작용하는 파일럿 2차압을 생성하는 제 3 감압 밸브와,
    상기 액추에이터를 조작하기 위한 조작 장치와,
    상기 조작 장치에 의한 조작에 의거하여, 상기 제 3 감압 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하는 작업 기계에 있어서,
    상기 블리드 오프 밸브는,
    상기 제 3 감압 밸브에 의해 생성되는 파일럿 2차압에 의해, 축 방향으로 이동하는 스풀과,
    상기 스풀을 슬라이딩 가능하게 수용하는 밸브 바디와,
    통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀을 가지고,
    상기 스풀의 축 방향의 이동 영역은, 상기 스로틀의 개구 면적이 단계적으로 변화되는 제 1 이동 영역과, 상기 스로틀의 개구 면적이 연속적으로 변화되는 제 2 이동 영역을 가지고,
    상기 제어 장치는,
    상기 조작 장치에 의한 상기 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 상기 스풀을 상기 제 1 이동 영역에 위치시키도록 상기 제 3 감압 밸브를 제어하며,
    상기 조작 장치에 의해, 미리 정한 소정값보다 큰 조작량으로 상기 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 상기 스풀을 상기 제 2 이동 영역에 위치시키도록 상기 제 3 감압 밸브를 제어하고,
    상기 스로틀은, 상기 스풀이 상기 제 1 이동 영역에 위치하고 있을 때에, 통과하는 작동 유체에 저항을 부여하는 스로틀 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 바디는,
    상기 스풀을 슬라이딩 가능하게 수용하는 슬라이딩 구멍과,
    상기 슬라이딩 구멍에 연통하며, 상기 펌프로부터 토출되는 작동 유체가 공급되는 공급 통로와,
    상기 슬라이딩 구멍과 상기 탱크를 연통하는 배출 통로와,
    상기 배출 통로에 인접하도록 상기 슬라이딩 구멍에 마련되는 유체실을 가지고,
    상기 스풀은,
    상기 배출 통로와 상기 유체실을 연통 또는 차단하는 랜드부와,
    내부 통로와,
    상기 공급 통로와 상기 내부 통로를 연통하는 복수의 상기 스로틀 구멍과,
    상기 내부 통로와 상기 유체실을 연통하는 연통 구멍을 가지고,
    상기 랜드부의 축 방향 단부에는, 컷아웃부가 형성되며,
    상기 스로틀은, 상기 복수의 스로틀 구멍에 의해 구성되는 제 1 스로틀과, 상기 랜드부에 형성된 상기 컷아웃부와 상기 슬라이딩 구멍과의 간극에 의해 형성되는 제 2 스로틀에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스로틀은,
    상기 스풀이 상기 슬라이딩 구멍의 일단측에 위치하고 있을 때에는 상기 공급 통로와 상기 내부 통로를 연통하고, 상기 스풀이 상기 슬라이딩 구멍의 타단측에 위치하고 있을 때에는 상기 공급 통로와 상기 내부 통로와의 연통을 차단하는 스로틀 구멍과,
    상기 스풀의 위치에 관계없이, 상기 공급 통로와 상기 내부 통로를 연통하는 스로틀 구멍에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 스로틀 구멍은, 상기 스풀의 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍이며, 그 직경 방향의 길이가 상기 컷아웃부의 축 방향의 길이보다 짧아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 바디는,
    상기 스풀을 슬라이딩 가능하게 수용하는 슬라이딩 구멍과,
    상기 슬라이딩 구멍에 연통하며, 상기 펌프로부터 토출되는 작동 유체가 공급되는 공급 통로와,
    상기 슬라이딩 구멍과 상기 탱크를 연통하는 배출 통로를 가지고,
    상기 스풀은,
    내부 통로와,
    상기 공급 통로와 상기 내부 통로를 연통하는 복수의 입구 구멍과,
    상기 내부 통로와 상기 배출 통로를 연통하는 출구 구멍을 가지고,
    상기 스로틀은, 상기 복수의 입구 구멍에 의해 구성되며,
    상기 복수의 입구 구멍에는, 베이스 구멍부와, 상기 베이스 구멍부의 단부로부터 상기 스풀의 축 방향으로 연장되는 컷아웃부가 형성된 입구 구멍이 포함되는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터의 동작을 금지하는 록 위치와 상기 액추에이터의 동작을 허가하는 록 해제 위치로 선택적으로 조작되는 록 레버 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 록 레버 장치가 상기 록 위치로 조작되고 있는 경우, 상기 스로틀의 개구 면적이 최대 개구 면적이 되도록 상기 스풀의 위치를 제어하고,
    상기 록 레버 장치가 상기 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 상기 조작 장치에 의한 상기 액추에이터의 조작이 행해지고 있지 않을 때에는, 상기 스로틀의 개구 면적이 최대 개구 면적보다 1단계 작은 개구 면적이 되도록 상기 스풀의 위치를 제어하며,
    상기 록 레버 장치가 상기 록 해제 위치로 조작되고 있는 경우이며, 상기 조작 장치에 의해, 상기 소정값 이하의 조작량으로 상기 액추에이터의 조작이 행해지고 있을 때에는, 상기 스로틀의 개구 면적이 최대 개구 면적보다 2단계 작은 개구 면적이 되도록 상기 스풀의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024071261A1 (ja) * 2022-09-29 2024-04-04 日立建機株式会社 作業機械

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001263304A (ja) 2000-03-16 2001-09-26 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 流体圧回路装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712397Y2 (ja) * 1990-05-18 1995-03-22 小松フォークリフト株式会社 操作弁
JP2004360898A (ja) * 2003-05-15 2004-12-24 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の油圧制御装置
JP2012002289A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧駆動装置
JP6917871B2 (ja) * 2017-11-22 2021-08-11 キャタピラー エス エー アール エル 建設機械の油圧制御回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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