WO2023127303A1 - 作業機の油圧システム、及び作業機 - Google Patents

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WO2023127303A1
WO2023127303A1 PCT/JP2022/041050 JP2022041050W WO2023127303A1 WO 2023127303 A1 WO2023127303 A1 WO 2023127303A1 JP 2022041050 W JP2022041050 W JP 2022041050W WO 2023127303 A1 WO2023127303 A1 WO 2023127303A1
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WO
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solenoid
valve
current
control valve
supplied
Prior art date
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PCT/JP2022/041050
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓司 堀井
裕也 森
Original Assignee
株式会社クボタ
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Publication date
Application filed by 株式会社クボタ filed Critical 株式会社クボタ
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/04Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • F15B21/045Compensating for variations in viscosity or temperature

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system for a work machine such as a turning excavator (backhoe) and the work machine.
  • a work machine such as a turning excavator (backhoe) and the work machine.
  • a work machine such as a swing excavator (backhoe) disclosed in Patent Document 1 is known as a work machine equipped with a hydraulic system.
  • a hydraulic system for a work machine disclosed in Patent Document 1 includes a hydraulic actuator, an electromagnetic control valve that controls the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator, an operating member operated by an operator, and an operating member. and a control device for controlling the current value of the solenoid exciting current supplied to the electromagnetic control valve in accordance with the manipulated variable.
  • the control device can control the electromagnetic control valve according to the amount of operation of the operating member to operate the hydraulic actuator.
  • the oil temperature of the hydraulic oil becomes low and the viscosity resistance of the hydraulic oil increases.
  • response delay occurs. For this reason, it is conceivable to supply a weak electric current while the proportional solenoid valve is in a non-operating state to improve the response when switching the proportional solenoid valve after that.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and aims to suppress the response delay of the electromagnetic proportional valve without excessively increasing power consumption.
  • a hydraulic system for a work machine includes a hydraulic actuator driven by hydraulic fluid, a control valve that performs a switching operation for switching the flow rate of hydraulic fluid supplied to the hydraulic actuator, and a control valve that controls the control valve.
  • a device wherein the control valve includes a solenoid and performs the switching operation according to a current supplied to the solenoid; and the control device performs the switching operation on the control valve with respect to the solenoid.
  • the shift current is not supplied, a standby current having a current value smaller than the shift current and within a range in which the control valve does not perform the switching operation is intermittently supplied. do.
  • the hydraulic system of the work machine includes a plurality of the hydraulic actuators, a plurality of the control valves respectively corresponding to the plurality of the hydraulic actuators, and the control device is different for each of the solenoids of the plurality of the control valves.
  • the standby current may be supplied with timing.
  • the control valve may include a directional switching valve for switching the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator, and an electromagnetic proportional valve having the solenoid for operating the directional switching valve according to the shift current.
  • the solenoid of the control valve includes a first solenoid that acts to switch the control valve to one side and a second solenoid that acts to switch the control valve to the other side, and the control device comprises the first solenoid and
  • the standby current may be intermittently supplied to those of the second solenoids that are not supplied with the shift current.
  • the control device supplies the standby current to the first solenoid and the second solenoid at the same time when the first solenoid and the second solenoid in the control valve are not supplied with the shift current. may be supplied.
  • the control device controls the first solenoid and the second solenoid at different timings when the first solenoid and the second solenoid in the control valve are not supplied with the shift current. It may supply current.
  • the control valve has a first pressure receiving portion and a second pressure receiving portion, and performs the switching operation according to the pilot pressure acting on the first pressure receiving portion and the second pressure receiving portion.
  • the work machine may be equipped with the hydraulic system.
  • the response delay of the electromagnetic proportional valve can be suppressed without excessively increasing power consumption.
  • FIG. 1 is a side view of an excavating machine (backhoe) that is an example of a working machine;
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a hydraulic system of a working machine that drives various hydraulic actuators in the first embodiment;
  • FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram relating to a boom control valve, an arm control valve, a bucket control valve, and a swing control valve in the first embodiment;
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram relating to a dozer control valve, a swing control valve, a first travel control valve, a second travel control valve, and an SP control valve in the first embodiment; It is a figure explaining the standby current which a control apparatus supplies to an electromagnetic proportional valve (solenoid).
  • FIG. 1 is a side view of an excavating machine (backhoe) that is an example of a working machine
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a hydraulic system of a working machine that drives various hydraulic actuators in the first embodiment
  • FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram
  • FIG. 4 is a time chart diagram illustrating an example of a pattern regarding the timing at which a control device supplies a standby current to each electromagnetic proportional valve (each solenoid);
  • FIG. 5 is a time chart diagram showing an example of a pattern relating to the timing at which a control device supplies standby current to proportional electromagnetic valves (solenoids) of each of a plurality of control valves.
  • FIG. 7 is a time chart diagram showing another example of a pattern relating to the timing at which the control device supplies standby current to proportional electromagnetic valves (solenoids) of each of a plurality of control valves;
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a hydraulic system of a working machine that drives various hydraulic actuators in a second embodiment;
  • FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of the working machine 1.
  • an excavating machine backhoe
  • the working machine 1 is exemplified as the working machine 1 .
  • the work machine 1 includes a machine body (swivel base) 2, a left traveling device 3L arranged on the left side of the machine body 2, a right traveling device 3R arranged on the right side of the machine body 2, A working device 4 attached to the front part of the machine body 2 is provided.
  • a driver's seat 6 on which a driver (operator) sits is provided on the body 2 .
  • the direction corresponding to the direction in which the driver seated in the driver's seat 6 of the work machine 1 faces is referred to as the front of the work machine 1, and the opposite direction (the direction indicated by the arrow A1 in FIG. 1).
  • Arrow A2 direction is referred to as rearward.
  • the left side of the work machine 1 is the direction corresponding to the left side as viewed from the forward facing driver along the arrow A1 (the front side in FIG. 1), and the right side of the work machine 1 is the same. 1 is the direction corresponding to the right side as seen from the front-facing driver (back side in FIG. 1).
  • the K1 direction in FIG. 1 is the longitudinal direction (airframe longitudinal direction).
  • a horizontal direction perpendicular to the front-rear direction K1 is referred to as a body width direction (horizontal direction).
  • the left traveling device 3L and the right traveling device 3R are composed of crawler type traveling devices in this embodiment.
  • the left traveling device 3L is driven by the traveling motor ML
  • the right traveling device 3R is driven by the traveling motor MR.
  • the traveling motors ML and MR are hydraulic motors.
  • a dozer 7 is attached to the front portion of the travel frame 11 to which the left travel device 3L and the right travel device 3R are attached.
  • the dozer 7 has a blade that is raised and lowered by extending and retracting the dozer cylinder C1.
  • the machine body 2 is supported on the traveling frame 11 so as to be rotatable about an axis extending in the vertical direction (hereinafter referred to as the "vertical axis") via a slewing bearing 8.
  • the machine body 2 is driven to turn by a turning motor MT, which is a hydraulic motor (hydraulic actuator AC).
  • the fuselage 2 has a turning base plate 9 that turns around the vertical axis, and a weight 10 that is supported on the rear part of the turning base plate 9 .
  • the swivel base plate 9 is made of a steel plate or the like, and is connected to the swivel bearing 8 .
  • a prime mover E1 is mounted on the rear portion of the airframe 2. - ⁇
  • the prime mover E1 is an engine.
  • the prime mover E1 may be an electric motor, or may be a hybrid power system having an engine and an electric motor.
  • the fuselage 2 has a support bracket 13 at the front.
  • a swing bracket 14 is attached to the support bracket 13 so as to be able to swing about the vertical axis.
  • a working device 4 is attached to the swing bracket 14 .
  • the working device 4 has a boom 15, an arm 16, and a bucket 17 as a working tool.
  • the base end of the boom 15 is pivotally attached to the swing bracket 14 so as to be rotatable about an axis extending in the width direction of the machine body (hereinafter referred to as "horizontal axis"), and the tip end of the boom 15 is vertically swingable. It is said that The base end of the arm 16 is pivotally attached to the tip of the boom 15 so as to be rotatable about a horizontal axis, and the tip is swingable in the front-rear direction K1 or in the vertical direction.
  • the bucket 17 is provided at the tip of the arm 16 so as to be able to scoop and dump.
  • the squeezing operation of the bucket 17 is swinging of the tip of the arm 16 toward the boom 15
  • the dumping operation of the bucket 17 is swinging of the tip of the arm 16 from the boom 15 . It is a swing in the direction of receding.
  • the work machine 1 can be equipped with other work implements that are hydraulic attachments that can be driven by the hydraulic actuator AC.
  • the swing bracket 14 is swingable by extension and contraction of a swing cylinder C2 provided inside the body 2.
  • the boom 15 is swingable by extension and contraction of the boom cylinder C3.
  • the arm 16 is swingable by extension and contraction of the arm cylinder C4.
  • the bucket 17 can be scooped and dumped by expanding and contracting a bucket cylinder C5 as a work tool cylinder.
  • the scooping action is movement of the bucket 17 with respect to the arm 16 toward the boom 15
  • the dumping action is movement of the bucket 17 with respect to the arm 16 in a direction away from the boom 15 .
  • the dozer cylinder C1, swing cylinder C2, boom cylinder C3, arm cylinder C4, and bucket cylinder C5 are each hydraulic cylinders (hydraulic actuators AC).
  • the work machine 1 includes a plurality of hydraulic actuators AC, and the plurality of hydraulic actuators AC includes hydraulic motors as the travel motors ML and MR and the swing motor MT, a dozer cylinder C1, a swing cylinder C2, and a dozer cylinder C1. , boom cylinder C3, arm cylinder C4 and bucket cylinder C5.
  • FIG. 2 shows a schematic configuration of the hydraulic system HS of the work machine 1 for operating a plurality of hydraulic actuators AC (MT, ML, MR, C1-C5) equipped on the work machine 1 as described above.
  • the hydraulic system HS of the work implement 1 includes a pressure oil supply unit 20 and a control valve unit CV.
  • the pressure oil supply unit 20 includes a first pump 21 which is a main pump for supplying hydraulic oil for operating the hydraulic actuator AC, and a second pump 21 which is a pilot pump for supplying signal pressure oil such as pilot pressure and detection signals.
  • a pump 22 is provided.
  • the first pump 21 and the second pump 22 are driven by the prime mover E1.
  • the first pump 21 is a variable displacement hydraulic pump
  • the second pump 22 is a constant displacement hydraulic pump.
  • the first pump 21 is, for example, a swash plate type axial pump whose discharge rate can be changed by changing the angle of the swash plate
  • the second pump 22 is, for example, a gear pump.
  • the second pump 22 may be referred to as a "hydraulic pump".
  • the control valve unit CV includes a plurality of control valves V (V1 to V9) for controlling various hydraulic actuators AC (MT, ML, MR, C1 to C5) driven by hydraulic fluid, an inlet block B1, and an outlet block B2. are arranged side by side in a row or in a layered manner, are connected to each other, and are connected to each other by internal oil passages.
  • the plurality of control valves V can perform a switching operation to switch the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator AC.
  • control valves V may not be combined as a control valve unit CV, and may be arranged separately within the working machine 1 and connected by external oil passages.
  • the hydraulic system HS of the working machine 1 includes a discharge oil passage 30 and a supply oil passage 31.
  • the discharge oil passage 30 is an oil passage that connects the first pump 21 and the inlet block B1. Therefore, the oil discharged from the first pump 21 is supplied to the inlet block B1 through the oil discharge passage 30 and then to the control valves V (V1 to V9).
  • the supply oil passage 31 is an oil passage connected to the second pump 22, and is an oil passage through which hydraulic oil (discharge oil) discharged from the second pump 22 flows. That is, the discharge oil is supplied to the primary side of the control valve V via the supply oil passage 31 as the pilot source pressure.
  • the control valves V include a dozer control valve V1 that controls the dozer cylinder C1, a swing control valve V2 that controls the swing cylinder C2, and a first travel control valve that controls the travel motor ML of the left travel device 3L.
  • a second travel control valve V4 that controls the travel motor MR of the right travel device 3R, a boom control valve V5 that controls the boom cylinder C3, an arm control valve V6 that controls the arm cylinder C4, and a bucket cylinder C5. It includes a bucket control valve V7, a swing control valve V8 that controls a swing motor MT, and an SP control valve V9 that controls a hydraulic actuator AC mounted on a hydraulic attachment when a hydraulic attachment is attached as a working tool.
  • FIG. 2 describes an example in which the plurality of control valves V includes the SP control valve V9, the configuration may be such that the SP control valve V9 is not included.
  • each of the plurality of control valves V for controlling each hydraulic actuator AC in the control valve unit CV of this embodiment has a spool and can be switched between three positions by moving the spool. It constitutes a 3-position directional switching valve.
  • the plurality of control valves V may be 2-position switching valves, 4-position switching valves, or the like other than 3-position switching valves, and the number of switching positions is not limited.
  • control valves V As three-position directional switching valves, some of the control valves V are a combination of a directional switching valve 41 and a pilot-type electromagnetic proportional valve 45, as shown in FIG.
  • Another control valve V is a non-electromagnetic pilot-operated switching valve 51, as shown in FIG.
  • the control valve V configured by the electromagnetic proportional valve 45 in FIG. 3 will be described below. These are a boom control valve V5, an arm control valve V6, a bucket control valve V7, and a swing control valve V8, and constitute a hydraulic circuit as shown in FIG.
  • Each control valve V (V5, V6, V7, V8) shown in FIG. 3 has a three-position directional switching valve 41 that switches its position by moving the spool with the pilot pressure of the hydraulic oil.
  • the directional switching valve 41 changes the flow rate of hydraulic fluid supplied to the hydraulic actuator AC to control the operation of the hydraulic actuator AC.
  • each control valve V (V5, V6, V7, V8) shown in FIG.
  • the electromagnetic proportional valve includes a solenoid S, and the direction switching valve 41 operates (switching operation) by energizing the solenoid S according to the supplied current. That is, a first proportional valve 46 as an electromagnetic proportional valve 45 is arranged on one side in the movement direction of the spool of the directional switching valve 41, and a second proportional valve 47 as an electromagnetic proportional valve 45 is arranged on the other side. Hydraulic oil having a pilot pressure is supplied by the opening and closing of these valves to move the spool and change the switching position of the directional switching valve 41 .
  • the directional switching valve 41 included in the boom control valve V5 is referred to as the first switching valve 41A
  • the directional switching valve 41 included in the arm control valve V6 is referred to as the second switching valve 41B
  • the directional switching valve 41 included in the bucket control valve V7 is called a third switching valve 41C
  • the directional switching valve 41 included in the swing control valve V8 is called a fourth switching valve 41D.
  • the directional switching valve 41 is a representative name of the first switching valve 41A to the fourth switching valve 41D.
  • the electromagnetic proportional valve 45 of the boom control valve V5 is referred to as the first electromagnetic valve 45A
  • the electromagnetic proportional valve 45 of the arm control valve V6 is referred to as the second electromagnetic valve 45B
  • the proportional solenoid valve 45 included in the bucket control valve V7 is called a third solenoid valve 45C
  • the proportional solenoid valve 45 included in the swing control valve V8 is called a fourth solenoid valve 45D.
  • the proportional solenoid valve 45 is a name representative of the first to fourth solenoid valves 45A to 45D.
  • the directional switching valve 41 can be switched between a first position 41a, a second position 41b, and a neutral position 41c.
  • the directional switching valve 41 is urged to a neutral position 41c by the urging forces of a neutral spring on one side in the position switching direction (spool moving direction) and a neutral spring on the other side opposite to the one side.
  • the pilot pressure of the hydraulic fluid from the first proportional valve 46 or the second proportional valve 47 at 45 switches from the neutral position 41c to the first position 41a or the second position 41b.
  • the direction switching valve 41 has a first pressure receiving portion 42 on one side in the position switching direction (spool moving direction) and has a second pressure receiving portion 43 on the other side.
  • the pilot pressure of the hydraulic fluid supplied from the first proportional valve 46 acts on the first pressure receiving portion 42
  • the directional switching valve 41 is switched from the neutral position 41c to the first position 41a.
  • the pilot pressure of the hydraulic oil supplied from the second proportional valve 47 acts on the second pressure receiving portion 43
  • the direction switching valve 41 is switched from the neutral position 41c to the second position 41b.
  • the direction switching valve 41 can switch the discharge (supply) amount (output) of the hydraulic oil supplied from the discharge oil passage 30 to the hydraulic actuator AC and the discharge (supply) direction of the hydraulic oil.
  • the electromagnetic proportional valve 45 can change the pilot pressure by energizing the solenoid S by being supplied with current.
  • the current supplied to the solenoid proportional valve 45 has a dither amplitude.
  • the dither amplitude slightly moves the solenoid S, and the hydraulic oil acting on the pressure receiving portion of the direction switching valve 41 from the proportional solenoid valve 45 also pulsates.
  • the first proportional valve 46 (one of the electromagnetic proportional valves 45) supplies hydraulic fluid to the first pressure receiving portion 42 of the directional switching valve 41
  • the second proportional valve 47 (the other electromagnetic proportional The valve 45 ) supplies hydraulic fluid to the second pressure receiving portion 43 of the directional switching valve 41 opposite to the first pressure receiving portion 42 .
  • the hydraulic oil discharged from the second pump 22 is supplied to the first proportional valve 46 and the second proportional valve 47 via the supply oil passage 31 .
  • the first proportional valve 46 and the second proportional valve 47 each have a solenoid S, and are opened by the excitation of the solenoid S to allow hydraulic oil to flow through the first pressure receiving portion 42 or the second pressure receiving portion of the direction switching valve 41 . 43 to apply the pilot pressure of this hydraulic oil to the spool to move the spool and control the switching position of the directional switching valve 41 .
  • the solenoid S of the first proportional valve 46 is referred to as the first solenoid S1
  • the solenoid S of the second proportional valve 47 is referred to as the second solenoid S2.
  • the solenoid acting to switch the spool to one side may be called the first solenoid S1
  • the solenoid acting to switch the spool to the other side may be called the second solenoid S2.
  • the first proportional valve 46 has a solenoid S (first solenoid S1), and controls the pilot pressure acting on the first pressure receiving portion 42 by the action of the first solenoid S1.
  • the second proportional valve 47 has a solenoid S (second solenoid S2), and controls the pilot pressure acting on the second pressure receiving portion 43 by the action of the second solenoid S2.
  • the hydraulic system HS of the work machine 1 includes a hydraulic oil passage 32 connected to the supply oil passage 31 and a drain oil passage 33 connected to the hydraulic oil tank T.
  • the hydraulic oil passage 32 has a first end connected to the supply oil passage 31, and a second end opposite to the first end branches into a plurality of electromagnetic proportional valves 45 (first proportional valves 46). and the primary side port (primary port) of the second proportional valve 47).
  • the hydraulic oil passage 32 can supply the hydraulic oil flowing through the supply oil passage 31 to each of the electromagnetic proportional valves 45 (the first proportional valve 46 and the second proportional valve 47). That is, the oil discharged by the second pump 22 is supplied to the electromagnetic proportional valve 45 via the supply oil passage 31 and the working oil passage 32 .
  • the drain oil passage 33 has a first end connected to the hydraulic oil tank T, and a second end opposite to the first end branches into a plurality of electromagnetic It is connected to the proportional valve 45 and the directional switching valve 41 .
  • the second end of the drain oil passage 33 is the oil between the discharge side port of the electromagnetic proportional valve 45 and the pressure receiving portion (the first pressure receiving portion 42 and the second pressure receiving portion 43) of the directional switching valve 41. , and the discharge port of the directional switching valve 41 (port for discharging return oil from the hydraulic actuator AC).
  • the port (secondary port) on the secondary side of the electromagnetic proportional valve 45 and the pressure receiving portion (the first pressure receiving portion 42 and the second pressure receiving portion 43) of the directional switching valve 41 are merged.
  • a throttle 33b is provided in the portion (exhaust oil passage 33a).
  • the drain oil passage 33 supplies part of the hydraulic oil supplied from the electromagnetic proportional valve 45 to the pressure receiving portions (the first pressure receiving portion 42 and the second pressure receiving portion 43) of the direction switching valve 41 and The discharged hydraulic fluid can be discharged to the hydraulic fluid tank T.
  • the electromagnetic proportional valve 45 changes the opening degree according to the magnitude of the supplied current, and the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil passage 32 is directed to the pressure receiving portion (first pressure receiving portion) of the direction switching valve 41 . 42 and the second pressure receiving portion 43 ), and can be discharged to the drain oil passage 33 . That is, the electromagnetic proportional valve 45 is a valve that controls the hydraulic actuator AC via the directional switching valve 41 according to the supplied current.
  • the three-position directional switching valve 41 is incorporated in the electromagnetic proportional valve 45.
  • the electromagnetic proportional valve for operating the spool of the directional switching valve 41 is provided separately from the directional switching valve. It may be configured in the body.
  • the hydraulic system HS of the work implement 1 includes a control device 70 .
  • the control device 70 is a device composed of programs and the like stored in an electric/electronic circuit, a CPU, an MPU, and the like.
  • the control device 70 controls various devices that the work machine 1 has.
  • the control device 70 can control the prime mover E1 and the number of revolutions of the prime mover E1 (the number of revolutions of the prime mover).
  • the control device 70 has a storage section 70a.
  • the storage unit 70 a is a non-volatile memory or the like, and stores various information and the like regarding control of the control device 70 .
  • the solenoids S1 and S2 of the first proportional valve 46 and the second proportional valve 47 which are the electromagnetic proportional valve 45, are connected to the control device 70, and the command signal supplied from the control device 70 is , that is, the current value I, the electromagnetic proportional valve 45 is supplied with hydraulic oil having a pilot pressure corresponding to the current value I to switch the directional switching valves 41 .
  • control device 70 is connected to a first operating member 75 that is manually operated by an operator in order to operate each directional switching valve 41 .
  • the first operating member 75 has a sensor 76 that detects the direction of operation and the amount of operation.
  • the configuration of the sensor 76 is not particularly limited, and for example, a potentiometer or the like can be used.
  • the sensor 76 is connected to the control device 70 and outputs the detected operation direction and operation amount as a detection signal.
  • the control device 70 supplies a current having a current value I corresponding to the operation amount of the first operation member 75 to the solenoid S (S1, S2) of the electromagnetic proportional valve 45 in the control valve V to be operated.
  • the control device 70 controls the solenoid S (S1, S2 ) has a current control section 70b for controlling (defining) the current supplied to the .
  • the current control unit 70b is composed of electrical/electronic components provided in the control device 70, programs incorporated in the storage unit 70a, and the like.
  • the current control unit 70b controls the solenoid S (S1, S2) of the electromagnetic proportional valve 45 based on the detection signal output from the sensor 76 to the control device 70, a control map stored in advance in the storage unit 70a, or a predetermined arithmetic expression. Define the current (current value I) to be supplied to As a result, the control device 70 controls the current defined by the current control unit 70b to the solenoid S (first solenoid S1) of the electromagnetic proportional valve 45 (first proportional valve 46 or second proportional valve 47) in the control valve V to be operated. Or supplied to the second solenoid S2).
  • the current supplied by the control device 70 to the solenoid S (first solenoid S1 or second solenoid S2) of the electromagnetic proportional valve 45 (first proportional valve 46 or second proportional valve 47) in the control valve V to be operated is , there is a dither amplitude as described above.
  • the first operating member 75 includes a first operating tool 75A and a second operating tool 75B.
  • the first operation tool 75A can operate two operation targets provided on the work machine 1, and can operate, for example, the first switching valve 41A of the boom control valve V5 and the third switching valve 41C of the bucket control valve V7. is. In other words, the first operation tool 75A is capable of swinging the boom 15 and swinging the bucket 17 .
  • the first operation tool 75A has, as a sensor 76, a first sensor 76a that detects the operation direction and the operation amount of the first operation tool 75A. Therefore, the current control unit 70b defines currents to be supplied to the solenoids S of the first solenoid valve 45A and the third solenoid valve 45C based on the detection signal output from the first sensor 76a. , supplies current to the solenoids S of the first solenoid valve 45A and the third solenoid valve 45C.
  • the current control section 70b defines the current to be supplied to the solenoid S of the first solenoid valve 45A based on the detection signal output from the first sensor 76a. Then, the control device 70 supplies current to the solenoid S of the first electromagnetic valve 45A.
  • the current control unit 70b controls the solenoid S of the third electromagnetic valve 45C based on the detection signal output from the first sensor 76a. Having defined the current to be supplied, the controller 70 supplies the current to the solenoid S of the third electromagnetic valve 45C. Thereby, the control device 70 controls the first switching valve 41A and the third switching valve 41C based on the operation of the first operation tool 75A.
  • the second operation tool 75B can operate two operation targets provided on the working machine 1, and can operate, for example, the second switching valve 41B of the arm control valve V6 and the fourth switching valve 41D of the swing control valve V8. is.
  • the second manipulating tool 75B is capable of swinging the arm 16 and driving the swing motor MT.
  • the second operation tool 75B has a second sensor 76b as a sensor 76 for detecting the operation direction and the amount of operation of the second operation tool 75B. Therefore, the current control unit 70b defines currents to be supplied to the solenoids S of the second solenoid valve 45B and the fourth solenoid valve 45D based on the detection signal output from the second sensor 76b. , the solenoids S of the second solenoid valve 45B and the fourth solenoid valve 45D.
  • the current control section 70b defines the current to be supplied to the solenoid S of the second electromagnetic valve 45B based on the detection signal output from the second sensor 76b. Then, the control device 70 supplies current to the solenoid S of the second electromagnetic valve 45B.
  • the current control unit 70b controls the solenoid S of the fourth electromagnetic valve 45D based on the detection signal output from the second sensor 76b. Having defined the current to be supplied, the controller 70 supplies the current to the solenoid S of the fourth solenoid valve 45D. Thereby, the control device 70 controls the second switching valve 41B and the fourth switching valve 41D based on the operation of the second operation tool 75B.
  • first operation tool 75A and the second operation tool 75B are configured by, for example, operation levers that are gripped and operated by the driver seated in the driver's seat 6.
  • This operating lever may be, for example, rotatable (tilting) in the fore-and-aft direction and the body width direction (horizontal direction) as described above. may be used.
  • the control valve V configured as the pilot-operated switching valve 51 in FIG. 4 will be described below. These are a dozer control valve V1, a swing control valve V2, a first travel control valve V3, a second travel control valve V4, and an SP control valve V9, and constitute a hydraulic circuit as shown in FIG.
  • the operation device 55 operates a pilot valve 56 that supplies hydraulic oil (pilot oil) having a pilot pressure to the control valve V (V1 to V4, V9) and the pilot valve 56. and a second operating member 57 .
  • the second operating member 57 is composed of, for example, an operating lever and pedals arranged around the driver's seat 6 .
  • the pilot operated switching valve 51 as the control valve V can be switched between a first position 51a, a second position 51b, and a neutral position 51c.
  • the pilot operated switching valve 51 is urged to a neutral position 51c by the urging forces of a neutral spring on one side in the switching direction and a neutral spring on the other side opposite to the one side. is switched from the neutral position 51c to the first position 51a or the second position 51b.
  • the pilot operated switching valve 51 has a third pressure receiving portion 52 on one side in the switching direction and a fourth pressure receiving portion 53 on the other side.
  • the primary side port (primary port) of the pilot valve 56 is connected to the second end of the hydraulic oil passage 32, and the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil passage 32 is transferred to the secondary side port (secondary port). port) to the pressure receiving portions (the third pressure receiving portion 52 and the fourth pressure receiving portion 53) of the pilot operated switching valve 51.
  • the pilot operated switching valve 51 when the hydraulic oil supplied from the pilot valve 56 acts on the third pressure receiving portion 52, the pilot operated switching valve 51 is switched from the neutral position 51c to the first position 51a. Further, when the hydraulic oil supplied from the pilot valve 56 acts on the fourth pressure receiving portion 53, the pilot operated switching valve 51 is switched from the neutral position 51c to the second position 51b. As a result, the pilot operated switching valve 51 can switch the discharge (supply) amount (output) of the hydraulic fluid supplied from the discharge oil passage 30 to the hydraulic actuator AC and the discharge (supply) direction of the hydraulic fluid.
  • At least one control valve V among the plurality of control valves V may be a control valve V incorporating the electromagnetic proportional valve 45.
  • Control valves V are not limited to boom control valve V5, arm control valve V6, bucket control valve V7, and swing control valve V8.
  • control valve V incorporating the electromagnetic proportional valve 45 may be any one of the dozer control valve V1, the swing control valve V2, the first travel control valve V3, the second travel control valve V4, and the SP control valve V9. Good, and the combination is not limited.
  • the control device 70 supplies a predetermined current value Is to the solenoid S of the electromagnetic proportional valve 45 for changing the position of the directional switching valve 41 that controls each hydraulic actuator AC. is intermittently supplied.
  • the control device 70 intermittently supplies a standby current to those of the first proportional valve 46 and the second proportional valve 47 that do not supply the pilot pressure for switching the directional switching valve 41. do.
  • the standby current 100 is set to the solenoid of the proportional solenoid valve 45 in order to suppress a decrease in reactivity of the proportional solenoid valve 45 when, for example, the proportional solenoid valve 45 is switched from the neutral position to the operating position for a long time. It is a weak current supplied to S.
  • the standby current 100 is supplied to the solenoid S of the electromagnetic proportional valve 45 while the electromagnetic proportional valve 45 is in the neutral position, thereby holding the first operating member 75 and the like until then.
  • the electromagnetic proportional valve 45 When operated to move from the original position, the electromagnetic proportional valve 45 responds favorably and operates to change the switching position of the directional switching valve 41 .
  • standby current 100 is intermittently supplied to electromagnetic proportional valve 45 . That is, the time during which the standby current 100 is supplied and the time during which it is not supplied are alternately repeated. As a result, the total current value used by the control device 70 is reduced compared to the case where the standby current 100 is always supplied, and the effect of suppressing the heat generation of the control device 70 and the effect of reducing the power consumption are exhibited.
  • the total current value supplied from the control device 70 can be reduced.
  • time settings are arbitrary, and the time of supplying the standby current 100 may be longer than the time of not supplying the standby current 100, or the time of supplying the standby current 100 and the time of supplying the standby current 100 may be You may make substantially the same time as the time which does not supply.
  • the current value Is of the standby current 100 is determined from the minimum current value Imin of the shift current 101 necessary for the spool to start in order to prevent malfunction of the directional control valve 41, that is, erroneous switching position change. is set within a range in which the directional switching valve 41 does not perform switching operation, and is set to a minimum current value or more to ensure good reactivity of the spool.
  • the current value Is of the standby current 100 supplied to the proportional solenoid valve 45 is set so as not to change the current position of the direction switching valve 41 while ensuring good reactivity desired for the proportional solenoid valve 45. This is the set current value.
  • each control valve V constitutes one section, and the control valve unit CV is formed by combining a plurality of these sections. More specifically, the control valve unit CV is provided with a plurality of sections constituted by electromagnetic proportional valves 45 including directional switching valves 41, as shown in FIG. A section consisting of a switching valve 51 is also provided. The supply of the standby current 100 described above is applied to the section constituted by the electromagnetic proportional valve 45 shown in FIG.
  • the first solenoid S1 of the first proportional valve 46 and the second solenoid S2 of the second proportional valve 47 each receive current supplied by the controller 70 to pilot the directional valve 41 in the same section (control valve V).
  • the switching position of the directional switching valve 41 is changed by supplying hydraulic oil as pressure.
  • the first solenoid S1 of the first proportional valve 46 and the second solenoid S2 of the second proportional valve 47 are each operated to supply pilot pressure (operating oil) for switching operation (position change) of the directional switching valve 41. shall be referred to as shift current 101 .
  • the shift current 101 has a current value equal to or greater than the minimum current value Imin.
  • FIG. 6A shows an example of the supply pattern of the standby current 100 to the first solenoid S1 (first proportional valve 46) and second solenoid S2 (second proportional valve 47) in each section (control valve V).
  • the directional control valve 41 is placed in the neutral position 41c.
  • both the first solenoid S1 (the first proportional valve 46) and the second solenoid S2 (the second proportional valve 47) are intermittently supplied with the standby current 100.
  • the standby current 100 is simultaneously supplied to the first solenoid S1 (first proportional valve 46) and the second solenoid S2 (second proportional valve 47) in the same section, and the current supply is The time is the same.
  • first solenoid S1 the first proportional valve 46
  • second solenoid S2 the second proportional valve 47
  • the shift current 101 is supplied to one of the first solenoid S1 (first proportional valve 46) and the second solenoid S2 (second proportional valve 47), and the other does not continue to receive the shift current 101 and continues to receive the standby current 100 intermittently.
  • a shift current 101 is supplied to the first solenoid S1 (first proportional valve 46) to switch the direction switching valve 41 from the neutral position 41c to the first position 41a.
  • the standby current 100 is intermittently supplied to the second solenoid S2 (the second proportional valve 47) which is in the non-operating state without receiving the supply of the shift current 101.
  • the second solenoid S2 (second proportional valve 47) continues to be in a non-operating state before the shift current 101 is supplied to the first solenoid S1 (first proportional valve 46). , the standby current 100 is supplied even while the first solenoid S1 (first proportional valve 46) is receiving the shift current 101 after the set non-supply time of current.
  • 6B and 6C each show an example of a supply pattern of the standby current 100 to the electromagnetic proportional valves 45 (45A, 45B, 45C, 45D) of the plurality of control valves V in the control valve unit CV.
  • standby current 100 is supplied to a plurality of control valves V at different timings for each electromagnetic proportional valve 45 (solenoid S).
  • the total amount of current output from the control device 70 at one time is suppressed compared to the case where a standby current of 100 is applied to a plurality of electromagnetic proportional valves 45 at the same time, and the durability of the control device 70 is improved.
  • the control of the supply timing of the standby current 100 which tends to be complicated, can be simplified as much as possible.
  • the proportional solenoid valve 45 can be reliably prevented from malfunctioning due to the standby current 100 .
  • FIG. 7 shows a working machine hydraulic system HS1 in another embodiment (second embodiment).
  • control valve V which in the first embodiment is configured by a pilot-type electromagnetic proportional valve 45, is replaced by a direct-acting valve.
  • the only difference is that it is composed of the electromagnetic proportional valve 145 of the formula.
  • the direct-acting electromagnetic proportional valve 145 is a valve that controls the flow of hydraulic fluid to the hydraulic actuator AC by moving the spool directly with a solenoid without going through a pilot valve.
  • the electromagnetic proportional valve 145 shown in FIG. 7 has the first solenoid S1 on one side in the spool movement direction and the second solenoid S1 on the other side without the proportional valves 46 and 47 shown in FIG.
  • a solenoid S2 is arranged. That is, the solenoid acting to move the spool of the electromagnetic proportional valve 145 (direction switching valve 41) to one side is the first solenoid S1, and the solenoid acting to move the spool to the other side is the second solenoid S2.
  • the proportional solenoid valve 145 of the boom control valve V5 is called a first solenoid valve 145A
  • the proportional solenoid valve 145 of the arm control valve V6 is called a second solenoid valve 145B.
  • the proportional solenoid valve 145 included in the bucket control valve V7 is called a third solenoid valve 145C
  • the proportional solenoid valve 45 included in the swing control valve V8 is called a fourth solenoid valve 145D.
  • the proportional solenoid valve 145 is a name representative of the first to fourth solenoid valves 145A to 145D.
  • the electromagnetic proportional valve 145 in FIG. 7 has a 3-position switching type directional switching valve such as the directional switching valve 41 at its main valve portion.
  • the electromagnetic proportional valve 145 is moved between the neutral position 45c and the first position 45a or between the neutral position 45c and the second position 45b by movement of the spool due to the shift current 101 being supplied to the first solenoid S1 or the second solenoid S2.
  • the position can be switched between
  • the first solenoid S1 when the shift current 101 is supplied to the first solenoid S1, the first solenoid S1 is energized to move the spool of the proportional solenoid valve 145, and the proportional solenoid valve 145, which was at the neutral position 45c, moves to the first position 45a.
  • the shift current 101 when the shift current 101 is supplied to the second solenoid S2, the spool of the electromagnetic proportional valve 145 is moved by the excitation of the second solenoid S2, and the electromagnetic proportional valve 145 is switched from the neutral position 45c to the second position 45b. be replaced.
  • the supply pattern of the standby current 100 to the solenoids S1 and S2 of each electromagnetic proportional valve 145 shown in FIG. It is the same as the supply pattern of the standby current 100 to the electromagnetic proportional valve 45 in one embodiment. That is, the intermittent supply pattern of the standby current 100 described above with reference to FIGS. 5, 6A, 6B, and 6C is adopted.
  • the hydraulic system HS (HS1) of the work machine described above controls the hydraulic actuator AC driven by the hydraulic fluid, the control valve V performing the switching operation for switching the flow rate of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic actuator AC, and the control valve V. and a control device 70 .
  • the control valve V is provided with a solenoid S and performs a switching operation according to the current supplied to the solenoid S.
  • the control device 70 supplies the solenoid S with a shift current 101 for causing the control valve V to perform a switching operation.
  • a standby current 100 having a current value Is within a range in which the switching is not performed is intermittently supplied.
  • the current supplied to the solenoid S of the control valve V will not stop for a long period of time. This solves the problem that when current is not supplied to the solenoid S of the control valve V for a long period of time, the start of operation of the control valve V is delayed with respect to the current supplied again. can be done.
  • the hydraulic system HS (HS1) configured as described above includes a plurality of hydraulic actuators AC, and a plurality of control valves V corresponding to the plurality of hydraulic actuators AC, respectively.
  • the control device 70 supplies the standby current 100 to each solenoid S of the plurality of control valves V at different timings.
  • the control device 70 does not supply the standby current 100 to the plurality of control valves V at once, so the load caused by the standby current 100 can be reduced.
  • control valve V includes a direction switching valve 41 for switching the flow rate of hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator AC, and an electromagnetic valve having a solenoid S for operating the direction switching valve 41 in accordance with the shift current.
  • a proportional valve 45 is provided.
  • the pilot-type electromagnetic proportional valve 45 can exhibit the above-described effects of the intermittent supply of the standby current 100 to the solenoid S.
  • the solenoid S of the control valve V includes a first solenoid S1 acting to switch the control valve V to one side and a second solenoid S1 acting to switch the control valve V to the other side. S2.
  • the control device 70 intermittently supplies the standby current 100 to those of the first solenoid S1 and the second solenoid S2 that are not supplied with the shift current 101 .
  • the response of the solenoid S1 or S2 not receiving the supply of the shift current 101 is improved when the shift current 101 is subsequently supplied. Since the standby current 100 is not supplied to the solenoid S1 or S2 receiving the shift current 101, accidental operation of the hydraulic actuator AC can be more reliably prevented.
  • the control device 70 controls the first solenoid S1 and the second solenoid S2 in the control valve V when both the first solenoid S1 and the second solenoid S2 are not supplied with the shift current 101.
  • a standby current 100 is simultaneously supplied to the second solenoid S2.
  • the control device 70 controls the first solenoid S1 and the second solenoid S2 in the control valve V when both the first solenoid S1 and the second solenoid S2 are not supplied with the shift current 101.
  • a standby current 100 is supplied to the second solenoid S2 at different timings.
  • the control device 70 does not supply the standby current 100 to the first solenoid S1 and the second solenoid S2 at once, so the load caused by the standby current 100 can be reduced.
  • the control valve V has a first pressure receiving portion 42 and a second pressure receiving portion 43, and the pilot pressure acting on the first pressure receiving portion 42 and the second pressure receiving portion 43
  • the directional switching valve 41 that performs switching operation, the first proportional valve 46 that controls the pilot pressure acting on the first pressure receiving portion 42 by the action of the first solenoid S1, and the second pressure receiving portion by the action of the second solenoid S2. and a second proportional valve 47 for controlling the pilot pressure.
  • a standby current 100 is intermittently supplied to those to which no pilot pressure is supplied.
  • the first proportional valve 46 and the second proportional valve 47 which are pilot-type electromagnetic proportional valves, exhibit the above-described effects of the intermittent supply of the standby current 100 to the first solenoid S1 and the second solenoid S2. can be done.
  • the work machine 1 also includes the hydraulic system HS (HS1) configured as described above.
  • the working machine 1 can achieve the above-described effects of the intermittent supply of the standby current 100 .
  • Reference Signs List 1 Work implement 41: Direction switching valve 45: Electromagnetic proportional valve 46: First proportional valve 47: Second proportional valve 70: Control device 100: Standby current 101: Shift current 145: Electromagnetic proportional valve AC: Hydraulic actuator I: Current Value Imin: Minimum current value Is (of shift current): Current value (of standby current) HS: Hydraulic system HS1: Hydraulic system S: Solenoid S1: First solenoid S2: Second solenoid V: Control valve

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Abstract

電磁比例弁(45(145))の応答遅れを消費電力の過度な増加を伴わずに抑制する。 作業機(1)の油圧システム(HS(HS1))は、作動油によって駆動する油圧アクチュエータ(AC)と、油圧アクチュエータ(AC)に供給する作動油の流量を切り換える切換動作を行う制御弁(V)と、制御弁(V)を制御する制御装置(70)と、を備え、制御弁(V)は、ソレノイド(S)を備え、ソレノイド(S)に供給される電流に応じて切換動作を行い、制御装置(70)は、ソレノイド(S)に対し、制御弁(V)に切換動作を行わせるためのシフト電流(101)を供給するとともに、シフト電流(101)を供給していない時に、シフト電流(101)よりも小さく制御弁(V)が切換動作を行わない範囲内の電流値(Is)を有する待機電流(100)を間欠的に供給する。

Description

作業機の油圧システム、及び作業機
 本発明は、旋回掘削作業機(バックホー)等の作業機の油圧システム、及び作業機に関する。
 従来、油圧システムを備えた作業機として、特許文献1に開示された旋回掘削作業機(バックホー)等の作業機が知られている。特許文献1に開示された作業機の油圧システムは、油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する電磁制御弁と、オペレータにて操作される操作部材と、操作部材の操作量に応じて前記電磁制御弁に供給されるソレノイド励磁用電流の電流値を制御する制御装置と、を有している。
日本国公開特許公報「特開2018-188825号公報」
 特許文献1の作業機では、制御装置が、操作部材の操作量に応じて電磁制御弁を制御して、油圧アクチュエータを操作することができる。しかしながら、寒冷地等の低温条件下においては、作動油の油温が低温となって当該作動油の粘性抵抗が上昇することで、操作部材を操作し、電磁制御弁のソレノイドが励磁してから、電磁制御弁が位置変更して油圧アクチュエータへの作動油の供給状態が切り換わるまでに時間がかかる、すなわち、応答遅れが生じるという課題がある。このため、電磁比例弁が非作動状態である間に、微弱な電流を供給しておいて、その後に電磁比例弁を切り換えるときの反応をよくするということが考えられる。
 しかし、このような電流を、非作動状態の電磁比例弁に常時供給すると、消費電力が増大するという問題、及び制御装置等に大きな負荷がかかるという問題がある。
 本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、電磁比例弁の応答遅れを消費電力の過度な増加を伴わずに抑制することを目的とする。
 本発明の一態様に係る作業機の油圧システムは、作動油によって駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を切り換える切換動作を行う制御弁と、前記制御弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御弁は、ソレノイドを備え、前記ソレノイドに供給される電流に応じて前記切換動作を行い、前記制御装置は、前記ソレノイドに対し、前記制御弁に前記切換動作を行わせるためのシフト電流を供給するとともに、前記シフト電流を供給していない時に、前記シフト電流よりも小さく前記制御弁が前記切換動作を行わない範囲内の電流値を有する待機電流を間欠的に供給する。
 前記作業機の油圧システムは、前記油圧アクチュエータを複数備え、複数の前記油圧アクチュエータにそれぞれ対応する複数の前記制御弁を備え、前記制御装置は、複数の前記制御弁のそれぞれの前記ソレノイドに対し異なるタイミングで前記待機電流を供給してもよい。
 前記制御弁は、前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の流量を切り換える方向切換弁と、前記シフト電流に応じて前記方向切換弁を動作させる前記ソレノイドを有する電磁比例弁とを備えていてもよい。
 前記制御弁の前記ソレノイドは、前記制御弁の一方側への切換に作用する第1ソレノイドと、他方側への切換に作用する第2ソレノイドとを含み、前記制御装置は、前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドのうち、前記シフト電流の供給を受けていないものに対し、前記待機電流を間欠的に供給してもよい。
 前記制御装置は、前記制御弁における前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドがともに前記シフト電流の供給を受けていないときに、前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドに対して、前記待機電流を同時に供給してもよい。
 前記制御装置は、前記制御弁における前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドがともに前記シフト電流の供給を受けていないときに、前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドに対して、異なるタイミングで前記待機電流を供給してもよい。
 前記制御弁は、第1受圧部と第2受圧部とを有し、前記第1受圧部及び前記第2受圧部に作用するパイロット圧に応じて前記切換動作を行う方向切換弁と、前記第1ソレノイドの作用により前記第1受圧部に作用するパイロット圧を制御する第1比例弁と、前記第2ソレノイドの作用により前記第2受圧部に作用するパイロット圧を制御する第2比例弁とを有する電磁比例弁とを備え、前記制御装置は、前記第1比例弁及び前記第2比例弁のうち、前記方向切換弁に前記切換動作を行わせるためのパイロット圧を供給していないものに対して、間欠的に前記待機電流を供給してもよい。
 作業機が、前記油圧システムを備えていてもよい。
 上記作業機の油圧システムによれば、電磁比例弁の応答遅れを消費電力の過度な増加を伴わずに抑制できる。
作業機の一例である掘削作業機(バックホー)の側面図である。 第1実施形態における各種油圧アクチュエータを駆動する作業機の油圧システムの概略図である。 第1実施形態におけるブーム制御弁、アーム制御弁、バケット制御弁、及び旋回制御弁に関する油圧回路図である。 第1実施形態におけるドーザ制御弁、スイング制御弁、第1走行制御弁、第2走行制御弁、及びSP制御弁に関する油圧回路図である。 制御装置が電磁比例弁(ソレノイド)に供給する待機電流を説明する図である。 制御装置が各電磁比例弁(各ソレノイド)に待機電流を供給するタイミングに関するパターンの一例を説明するタイムチャート図である。 制御装置が複数の制御弁それぞれの電磁比例弁(ソレノイド)に待機電流を供給するタイミングに関するパターンの一例を示すタイムチャート図である。 制御装置が複数の制御弁それぞれの電磁比例弁(ソレノイド)に待機電流を供給するタイミングに関するパターンの他の一例を示すタイムチャート図である。 第2実施形態における各種油圧アクチュエータを駆動する作業機の油圧システムの概略図である。
 以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
[第1実施形態]
<全体構成>
 図1は、作業機1の全体構成を示す側面図である。本実施形態では、作業機1として旋回作業機である掘削作業機(バックホー)が例示されている。
 図1に示すように、作業機1は、機体(旋回台)2と、機体2の左側に配置された左の走行装置3Lと、機体2の右側に配置された右の走行装置3Rと、機体2の前部に装着された作業装置4とを備えている。機体2上には、運転者(オペレータ)が着座する運転席6が設けられている。
 本実施形態においては、作業機1の運転席6に着座した運転者が向く方向(図1の矢印A1方向)に該当する方向を作業機1にとっての前方といい、その反対方向(図1の矢印A2方向)を後方という。また、作業機1にとって左方とは、矢印A1に沿って前方向きの運転者から見て左方に相当する方向(図1の手前側)であり、作業機1にとって右方とは、同様に前向きの運転者から見て右方に相当する方向(図1の奥側)である。
 したがって、図1のK1方向が前後方向(機体前後方向)である。また、前後方向K1に直交する方向である水平方向を機体幅方向(左右方向)という。
 左の走行装置3L及び右の走行装置3Rは、本実施形態では、クローラ式の走行装置で構成されている。左の走行装置3Lは、走行モータMLによって駆動され、右の走行装置3Rは、走行モータMRによって駆動される。
 走行モータML、MRは、それぞれ、油圧モータである。左の走行装置3L及び右の走行装置3Rが装着される走行フレーム11の前部には、ドーザ7が装着されている。ドーザ7は、ドーザシリンダC1を伸縮することにより昇降されるブレードを備えている。
 機体2は、走行フレーム11上に旋回ベアリング8を介して上下の方向に延伸する軸心(以下「縦軸」という)回りに旋回可能に支持されている。機体2は、油圧モータ(油圧アクチュエータAC)である旋回モータMTによって旋回駆動される。
 機体2は、縦軸回りに旋回する旋回基板9と、旋回基板9の後部に支持されたウエイト10とを有している。旋回基板9は、鋼板等から形成されており、旋回ベアリング8に連結されている。機体2の後部には、原動機E1が搭載されている。
 本実施形態では、原動機E1は、エンジンである。なお、原動機E1は、電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型動力システムであってもよい。
 機体2は、前部に支持ブラケット13を有している。支持ブラケット13には、スイングブラケット14が、縦軸回りに揺動可能に取り付けられている。スイングブラケット14には、作業装置4が取り付けられている。
 作業装置4は、ブーム15と、アーム16と、作業具としてのバケット17とを有している。ブーム15は、基端部がスイングブラケット14に機体幅方向に延伸する軸心(以下、「横軸」という)回りに回動可能に枢着されていて、先端部が上下方向に揺動可能とされている。アーム16は、基端部がブーム15の先端部に横軸回りに回動可能に枢着されていて、先端部が前後方向K1或いは上下方向に揺動可能とされている。
 バケット17は、アーム16の先端部にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。バケット17のスクイ動作とは、アーム16の先端部に対しての、ブーム15に近づく向きの揺動であり、バケット17のダンプ動作とは、アーム16の先端部に対しての、ブーム15から遠ざかる向きの揺動である。
 作業機1は、バケット17に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータACにより駆動可能な油圧アタッチメントである他の作業具を装着することが可能である。
 スイングブラケット14は、機体2内に備えられたスイングシリンダC2の伸縮によって揺動可能とされている。ブーム15は、ブームシリンダC3の伸縮によって揺動可能とされている。アーム16は、アームシリンダC4の伸縮によって揺動可能とされている。
 バケット17は、作業具シリンダとしてのバケットシリンダC5の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作可能とされている。スクイ動作はアーム16に対しブーム15に近づく向きのバケット17の動きであり、ダンプ動作はアーム16に対しブーム15から遠ざかる向きのバケット17の動きである。
 ドーザシリンダC1、スイングシリンダC2、ブームシリンダC3、アームシリンダC4、及びバケットシリンダC5は、それぞれ、油圧シリンダ(油圧アクチュエータAC)である。
 以上のように、作業機1は複数の油圧アクチュエータACを備えており、当該複数の油圧アクチュエータACは、走行モータML,MR及び旋回モータMTとしての油圧モータ、並びに、ドーザシリンダC1、スイングシリンダC2、ブームシリンダC3、アームシリンダC4、及びバケットシリンダC5としての油圧シリンダを含んでいる。
<作業機の油圧システム>
 図2は、前述の如く作業機1に装備された複数の油圧アクチュエータAC(MT,ML,MR,C1~C5)を作動させるための作業機1の油圧システムHSの概略構成を示す。図2に示すように、作業機1の油圧システムHSは、圧油供給ユニット20と、制御弁ユニットCVと、を備えている。
 圧油供給ユニット20には、油圧アクチュエータACを作動させる作動油の供給用のメインポンプである第1ポンプ21と、パイロット圧や検出信号等としての信号圧油供給用のパイロットポンプである第2ポンプ22とが装備されている。
 第1ポンプ21と第2ポンプ22とは、原動機E1によって駆動される。第1ポンプ21は、可変容量型の油圧ポンプであり、第2ポンプ22は、定容量型の油圧ポンプである。第1ポンプ21は、例えば、斜板の角度変更によって吐出量を変更可能な斜板型アキシャルポンプであり、第2ポンプ22は、例えば、ギアポンプである。なお、以下の説明において、第2ポンプ22のことを「油圧ポンプ」として説明する場合がある。
 制御弁ユニットCVは、作動油によって駆動する各種油圧アクチュエータAC(MT,ML,MR,C1~C5)を制御する複数の制御弁V(V1~V9)、インレット用ブロックB1、及びアウトレット用ブロックB2を列状又は積層状に並設すると共にこれらを相互に連結し、且つ互いに内部油路によって接続して構成されるユニットである。複数の制御弁Vは、油圧アクチュエータACに供給する作動油の流量を切り換える切換動作を行うことができる。
 なお、複数の制御弁Vは、制御弁ユニットCVとして組み合わせなくてもよく、作業機1内にてばらばらに配設して、これらを外部油路で接続するものとしてもよい。
 図2に示すように、作業機1の油圧システムHSは、吐出油路30と、供給油路31と、を備えている。吐出油路30は、第1ポンプ21とインレット用ブロックB1とを接続する油路である。このため、第1ポンプ21の吐出油は、吐出油路30を介してインレット用ブロックB1に供給されたのち、各制御弁V(V1~V9)に供給される。
 供給油路31は、第2ポンプ22と接続された油路であり、第2ポンプ22から吐出された作動油(吐出油)を流す油路である。つまり、当該吐出油は、供給油路31を介して制御弁Vの一次側にパイロット元圧として供給される。
 このため、複数の制御弁Vは、切換位置を変更することで、吐出油路30から供給された作動油の、油圧アクチュエータACに対する制御弁Vからの吐出(供給)量(出力)、及び作動油の吐出(供給)方向を切り換えることができる。
 図2に示すように、制御弁Vは、ドーザシリンダC1を制御するドーザ制御弁V1、スイングシリンダC2を制御するスイング制御弁V2、左の走行装置3Lの走行モータMLを制御する第1走行制御弁V3、右の走行装置3Rの走行モータMRを制御する第2走行制御弁V4、ブームシリンダC3を制御するブーム制御弁V5、アームシリンダC4を制御するアーム制御弁V6、バケットシリンダC5を制御するバケット制御弁V7、旋回モータMTを制御する旋回制御弁V8、及び作業具として油圧アタッチメントが取り付けられた場合に該油圧アタッチメントに装備された油圧アクチュエータACを制御するSP制御弁V9を含む。
 なお、図2においては、複数の制御弁VがSP制御弁V9を含む例を記載しているが、SP制御弁V9を含まない構成であってもよい。
 図3及び図4に示すように、本実施形態の制御弁ユニットCVにおける各油圧アクチュエータAC制御用の複数の制御弁Vは、それぞれ、スプールを有し、スプールの移動により3位置に切換可能な3位置式方向切換弁を構成している。なお、複数の制御弁Vは、3位置切換弁以外の2位置切換弁、4位置切換弁等であってもよく、切換位置数については限定されない。
 3位置式方向切換弁としての複数の制御弁Vのうち、一部の制御弁Vは、図3に示すように、方向切換弁41及びパイロット式の電磁比例弁45の組み合わせとなっている。他の制御弁Vは、図4に示すように、非電磁式のパイロット操作切換弁51となっている。
 以下、図3における電磁比例弁45により構成される制御弁Vについて説明する。これらはブーム制御弁V5、アーム制御弁V6、バケット制御弁V7、及び旋回制御弁V8であって、図3に示すような油圧回路を構成している。
 図3に示す各制御弁V(V5,V6,V7,V8)は、作動油の有するパイロット圧にてスプールを移動することにより位置を切り換える3位置式方向切換弁41を有している。方向切換弁41は、油圧アクチュエータACへ供給する作動油の流量を変更して、当該油圧アクチュエータACの動作を制御する。
 また、図3に示す各制御弁V(V5,V6,V7,V8)は、方向切換弁41の切換位置制御用に、一対の電磁比例弁45を備えている。電磁比例弁は、ソレノイドSを含み、供給される電流に応じて当該ソレノイドSが励磁することで方向切換弁41の動作(切換動作)を行う。すなわち、方向切換弁41のスプールの移動方向の一側には、電磁比例弁45としての第1比例弁46が、他側には、電磁比例弁45としての第2比例弁47が、それぞれ配置されており、これらの開閉によるパイロット圧を有する作動油の供給を受けることで、スプールが移動し、方向切換弁41の切換位置が変更される。
 なお、以下の説明において、ブーム制御弁V5が有する方向切換弁41を第1切換弁41Aといい、アーム制御弁V6が有する方向切換弁41を第2切換弁41Bという。また、バケット制御弁V7が有する方向切換弁41を第3切換弁41Cといい、旋回制御弁V8が有する方向切換弁41を第4切換弁41Dという。方向切換弁41は、これら第1切換弁41A~第4切換弁41Dを代表しての名称とする。
 また、以下の説明において、ブーム制御弁V5が有する電磁比例弁45を第1電磁弁45Aといい、アーム制御弁V6が有する電磁比例弁45を第2電磁弁45Bという。また、バケット制御弁V7が有する電磁比例弁45を第3電磁弁45Cといい、旋回制御弁V8が有する電磁比例弁45を第4電磁弁45Dという。電磁比例弁45は、これら第1電磁弁45A~第4電磁弁45Dを代表しての名称とする。
 方向切換弁41は、第1位置41aと、第2位置41bと、中立位置41cとに切り換え可能である。方向切換弁41は、位置切換方向(スプールの移動方向)一側の中立バネと、一側とは反対側の他側の中立バネとの付勢力によって中立位置41cに付勢され、電磁比例弁45である第1比例弁46または第2比例弁47からの作動油の有するパイロット圧によって、中立位置41cから第1位置41a又は第2位置41bに切り換えられる。
 また、方向切換弁41は、位置切換方向(スプールの移動方向)の一側に第1受圧部42を有し、他側に第2受圧部43を有している。第1比例弁46から供給された作動油の有するパイロット圧が第1受圧部42に作用すると、方向切換弁41が中立位置41cから第1位置41aに切り換えられる。また、第2比例弁47から供給された作動油の有するパイロット圧が第2受圧部43に作用すると方向切換弁41が中立位置41cから第2位置41bに切り換えられる。
 これにより、方向切換弁41は、吐出油路30から供給された作動油の、油圧アクチュエータACに対する吐出(供給)量(出力)、及び作動油の吐出(供給)方向を切り換えることができる。
 電磁比例弁45は、電流を供給されることで、ソレノイドSが励磁してパイロット圧を変更可能である。なお、電磁比例弁45に供給される電流には、ディザ振幅が存在する。当該ディザ振幅によって、ソレノイドSは微動して、電磁比例弁45から方向切換弁41の受圧部に作用する作動油も脈動する。
 図3に示すように、第1比例弁46(一方の電磁比例弁45)は、方向切換弁41の第1受圧部42に作動油を供給し、第2比例弁47(もう一方の電磁比例弁45)は、方向切換弁41の第1受圧部42とは反対側の第2受圧部43に作動油を供給する。第1比例弁46及び第2比例弁47は、供給油路31を介して第2ポンプ22から吐出された作動油が供給される。
 第1比例弁46及び第2比例弁47は、それぞれソレノイドSを有しており、ソレノイドSの励磁により開弁して、作動油を方向切換弁41の第1受圧部42または第2受圧部43に供給し、この作動油の有するパイロット圧をスプールに付与して、スプールを移動させ、方向切換弁41の切換位置を制御するものである。
 なお、第1比例弁46のソレノイドSを第1ソレノイドS1とし、第2比例弁47のソレノイドSを第2ソレノイドS2とする。さらに、比例弁46,47の有無にかかわらず、スプールの一方側への切換に作用するソレノイドを第1ソレノイドS1、他側方への切換に作用するソレノイドを第2ソレノイドS2と称する場合もあるものとする。つまり、第1比例弁46は、ソレノイドS(第1ソレノイドS1)を有し、当該第1ソレノイドS1の作用により第1受圧部42に作用するパイロット圧を制御する。また、第2比例弁47は、ソレノイドS(第2ソレノイドS2)を有し、当該第2ソレノイドS2の作用により第2受圧部43に作用するパイロット圧を制御する。
 具体的には、作業機1の油圧システムHSは、供給油路31に接続された作動油路32と、作動油タンクTに接続されたドレン油路33と、を備えている。
 作動油路32は、第1端部が供給油路31と接続されており、第1端部の反対側の第2端部が複数に分岐して、電磁比例弁45(第1比例弁46及び第2比例弁47)の一次側のポート(一次ポート)に接続されている。
 このため、作動油路32は、供給油路31を流れる作動油を電磁比例弁45(第1比例弁46及び第2比例弁47)のそれぞれに供給することができる。即ち、第2ポンプ22が吐出した油は、供給油路31及び作動油路32を介して、電磁比例弁45に供給される。
 また、図3に示すように、ドレン油路33は、第1端部が作動油タンクTと接続されており、第1端部の反対側の第2端部が複数に分岐して、電磁比例弁45及び方向切換弁41に接続されている。
 具体的には、ドレン油路33の第2端部は、電磁比例弁45の吐出側ポートと方向切換弁41の受圧部(第1受圧部42及び第2受圧部43)との間の油路と、方向切換弁41の排出ポート(油圧アクチュエータACからの戻り油を排出するポート)と、接続されている。
 また、ドレン油路33のうち、電磁比例弁45の二次側のポート(二次ポート)と方向切換弁41の受圧部(第1受圧部42及び第2受圧部43)との間に合流する部分(排出油路33a)には、絞り33bが設けられている。
 このため、ドレン油路33は、電磁比例弁45から方向切換弁41の受圧部(第1受圧部42及び第2受圧部43)に供給された作動油の一部、及び方向切換弁41から排出された作動油を作動油タンクTに排出することができる。
 これにより、電磁比例弁45は、供給される電流の大きさに応じて、開度を変更して、作動油路32から供給された作動油を方向切換弁41の受圧部(第1受圧部42及び第2受圧部43)に供給、及びドレン油路33に排出することができる。即ち、電磁比例弁45は、供給される電流に応じて、方向切換弁41を介して油圧アクチュエータACを制御する弁である。
 なお、この実施形態では、3位置式の方向切換弁41が電磁比例弁45に組み込まれた構成を示しているが、方向切換弁41のスプール操作用の電磁比例弁を方向切換弁とは別体に構成されていてもよい。
<ジョイスティック操作>
 図3に示すように、作業機1の油圧システムHSは、制御装置70を備えている。制御装置70は、電気・電子回路、CPU、MPU等に格納されたプログラム等から構成された装置である。
 制御装置70は、作業機1が有する様々な機器を制御する。例えば、制御装置70は、原動機E1及び当該原動機E1の回転数(原動機回転数)の制御を行うことができる。また、制御装置70は、記憶部70aを有している。記憶部70aは、不揮発性のメモリ等であり、制御装置70の制御に関する様々な情報等を記憶している。
 各制御弁Vにおいて、電磁比例弁45である第1比例弁46及び第2比例弁47の各ソレノイドS1,S2は、制御装置70に接続されており、制御装置70から供給される指令信号としての電流の大きさ、即ち電流値Iに応じて、電磁比例弁45は、当該電流値Iに応じたパイロット圧を有する作動油の供給を受けることにより、各方向切換弁41を切換操作する。
 また、制御装置70には、各方向切換弁41を操作するためにオペレータに手動操作される第1操作部材75が接続されている。
 第1操作部材75は、操作方向及び操作量を検出するセンサ76を有している。センサ76の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、ポテンショメータ等を用いることができる。センサ76は、制御装置70に接続されており、検出した操作方向及び操作量を検出信号として出力する。
 制御装置70は、第1操作部材75の操作量に応じた電流値Iを有する電流を、操作対象の制御弁Vにおける電磁比例弁45のソレノイドS(S1,S2)に供給する。具体的には、図3に示すように、制御装置70は、第1操作部材75の操作方向及び操作量に応じて、操作対象の制御弁Vにおける電磁比例弁45のソレノイドS(S1,S2)に供給する電流を制御(定義)する電流制御部70bを有している。
 電流制御部70bは、制御装置70に設けられた電気・電子部品、及び記憶部70aに組み込まれたプログラム等から構成されている。
 電流制御部70bは、センサ76が制御装置70に出力した検出信号と、記憶部70aに予め記憶された制御マップ又は所定の演算式に基づいて、電磁比例弁45のソレノイドS(S1,S2)に供給する電流(電流値I)を定義する。これにより、制御装置70は、電流制御部70bが定義した電流を、操作対象の制御弁Vにおける電磁比例弁45(第1比例弁46又は第2比例弁47)のソレノイドS(第1ソレノイドS1又は第2ソレノイドS2)に供給する。
 なお、制御装置70が操作対象の制御弁Vにおける電磁比例弁45(第1比例弁46又は第2比例弁47)のソレノイドS(第1ソレノイドS1又は第2ソレノイドS2)に供給する電流には、上述したようにディザ振幅が存在する。
 本実施形態において、第1操作部材75は、第1操作具75Aと、第2操作具75Bと、を含んでいる。
 第1操作具75Aは、作業機1に装備された2つの操作対象を操作可能であり、例えば、ブーム制御弁V5の第1切換弁41A及びバケット制御弁V7の第3切換弁41Cを操作可能である。言い換えると、第1操作具75Aは、ブーム15の揺動操作と、バケット17の揺動操作が可能である。
 また、第1操作具75Aは、センサ76として、当該第1操作具75Aの操作方向及び操作量を検出する第1センサ76aを有している。このため、電流制御部70bは、第1センサ76aから出力された検出信号に基づいて、第1電磁弁45A及び第3電磁弁45CそれぞれのソレノイドSに供給する電流を定義し、制御装置70は、第1電磁弁45A及び第3電磁弁45CのソレノイドSに電流を供給する。
 例えば、第1操作具75Aが前後方向に操作された場合、電流制御部70bは、第1センサ76aから出力された検出信号に基づいて、第1電磁弁45AのソレノイドSに供給する電流を定義して、制御装置70は、第1電磁弁45AのソレノイドSに電流を供給する。
 一方、第1操作具75Aが機体幅方向(左右方向)に操作された場合、電流制御部70bは、第1センサ76aから出力された検出信号に基づいて、第3電磁弁45CのソレノイドSに供給する電流を定義して、制御装置70は、第3電磁弁45CのソレノイドSに電流を供給する。これにより、制御装置70は、第1操作具75Aの操作に基づいて、第1切換弁41A及び第3切換弁41Cを制御する。
 第2操作具75Bは、作業機1に装備された2つの操作対象を操作可能であり、例えば、アーム制御弁V6の第2切換弁41B及び旋回制御弁V8の第4切換弁41Dを操作可能である。言い換えると、第2操作具75Bは、アーム16の揺動操作と、旋回モータMTの旋回駆動操作が可能である。
 また、第2操作具75Bは、センサ76として、当該第2操作具75Bの操作方向及び操作量を検出する第2センサ76bを有している。このため、電流制御部70bは、第2センサ76bから出力された検出信号に基づいて、第2電磁弁45B及び第4電磁弁45DそれぞれのソレノイドSに供給する電流を定義し、制御装置70は、第2電磁弁45B及び第4電磁弁45DのソレノイドSに電流を供給する。
 例えば、第2操作具75Bが前後方向に操作された場合、電流制御部70bは、第2センサ76bから出力された検出信号に基づいて、第2電磁弁45BのソレノイドSに供給する電流を定義して、制御装置70は、第2電磁弁45BのソレノイドSに電流を供給する。
 一方、第2操作具75Bが機体幅方向(左右方向)に操作された場合、電流制御部70bは、第2センサ76bから出力された検出信号に基づいて、第4電磁弁45DのソレノイドSに供給する電流を定義して、制御装置70は、第4電磁弁45DのソレノイドSに電流を供給する。これにより、制御装置70は、第2操作具75Bの操作に基づいて、第2切換弁41B及び第4切換弁41Dを制御する。
 なお、第1操作具75A及び第2操作具75Bは、例えば、運転席6に着座した運転者が把持して操作する操作レバーによって構成される。この操作レバーは、例えば前述の如く前後方向及び機体幅方向(左右方向)に回動(傾動)可能なものとしてもよく、さらには、中立位置から全方向に回動(傾動)可能なジョイスティックを用いてもよい。
<パイロット操作>
 以下、図4におけるパイロット操作切換弁51として構成される制御弁Vについて説明する。これらはドーザ制御弁V1、スイング制御弁V2、第1走行制御弁V3、第2走行制御弁V4、及びSP制御弁V9であって、図4に示すような油圧回路を構成している。
 図4に示すように、操作装置55は、制御弁V(V1~V4,V9)に対してパイロット圧を有する作動油(パイロット油)を供給するパイロットバルブ56と、該パイロットバルブ56を操作する第2操作部材57とを有している。第2操作部材57は、例えば運転席6の周囲に配置された操作レバーやペダル等から構成されている。
 制御弁Vとしてのパイロット操作切換弁51は、第1位置51aと、第2位置51bと、中立位置51cと、に切り換え可能である。パイロット操作切換弁51は、切り換え方向一側の中立バネと、一側とは反対側の他側の中立バネとの付勢力によって中立位置51cに付勢され、パイロットバルブ56から出力される作動油の圧力によって、中立位置51cから第1位置51a又は第2位置51bに切り換えられる。
 また、パイロット操作切換弁51は、切り換え方向一側に第3受圧部52を有し、他側に第4受圧部53を有している。また、パイロットバルブ56の一次側のポート(一次ポート)は、作動油路32の第2端部と接続されており、作動油路32から供給された作動油を二次側のポート(二次ポート)からパイロット操作切換弁51の受圧部(第3受圧部52及び第4受圧部53)に供給することができる。
 このため、パイロットバルブ56から供給された作動油が第3受圧部52に作用すると、パイロット操作切換弁51が中立位置51cから第1位置51aに切り換えられる。また、パイロットバルブ56から供給された作動油が第4受圧部53に作用するとパイロット操作切換弁51が中立位置51cから第2位置51bに切り換えられる。これにより、パイロット操作切換弁51は、吐出油路30から供給された作動油の、油圧アクチュエータACに対する吐出(供給)量(出力)、及び作動油の吐出(供給)方向を切り換えることができる。
 なお、作業機1の油圧システムHSは、複数の制御弁Vのうち、少なくとも1つ以上の制御弁Vが電磁比例弁45を組み込んだ制御弁Vであればよく、電磁比例弁45を組み込んだ制御弁Vは、ブーム制御弁V5、アーム制御弁V6、バケット制御弁V7、及び旋回制御弁V8に限定されない。
 例えば、電磁比例弁45を組み込んだ制御弁Vは、ドーザ制御弁V1、スイング制御弁V2、第1走行制御弁V3、第2走行制御弁V4、及びSP制御弁V9のいずれかであってもよいし、その組み合わせも限定されない。
<間欠待機電流>
 図5に示すように、作業機1の油圧システムHSにおいて、制御装置70は、各油圧アクチュエータACを制御する方向切換弁41の位置変更用の電磁比例弁45のソレノイドSに所定の電流値Isを有する待機電流SCを間欠的に供給する。制御装置70は、第1比例弁46及び第2比例弁47のうち、方向切換弁41に切換動作を行わせるためのパイロット圧を供給していないものに対して、間欠的に待機電流を供給する。
 待機電流100は、例えば電磁比例弁45が長時間中立位置にあった状態から作動位置に切り換わった場合等、電磁比例弁45の反応性の低下を抑制するために、電磁比例弁45のソレノイドSに供給される微弱電流である。
 このため、この待機電流100は、電磁比例弁45が中立位置にある期間中に電磁比例弁45のソレノイドSに供給されることで、その後、前記の第1操作部材75等をそれまで保持していた位置から移動するよう操作した際に、電磁比例弁45が良好に反応して方向切換弁41の切換位置を変更するように作動するものである。
 図5に示すように、待機電流100は、間欠的に電磁比例弁45に供給される。すなわち、待機電流100が供給される時間と供給されない時間とが交互に繰り返される。これにより、待機電流100が常時供給される場合に比べて、制御装置70の使用する総電流値を下げ、制御装置70の発熱の抑制効果と消費電力の低減効果とを奏する。
 好ましくは、図5に示すように、待機電流100を供給しない時間を長くとり、待機電流100を供給する時間を短くすることで、制御装置70より供給される総電流値を低くすることができる。
 なお、これらの時間設定は任意であり、待機電流100を供給する時間を、待機電流100を供給しない時間よりも長くしてもよく、或いは、待機電流100を供給する時間と、待機電流100を供給しない時間とを略同じにしてもよい。
 また、待機電流100の有する電流値Isを、方向切換弁41の誤作動、即ち、誤った切換位置変更を防止するため、スプールが始動するのに必要な後記シフト電流101の最小電流値Iminよりも小さく方向切換弁41が切換動作を行わない範囲内で設定しており、かつ、スプールの良好な反応性を確保するのに最低限の電流値以上の値に設定している。
 即ち、電磁比例弁45に供給される待機電流100の有する電流値Isとは、電磁比例弁45として所望される良好な反応性を確保しつつ、方向切換弁41の現在位置を変更しないように設定された電流値である。
 本実施形態における制御弁ユニットCVにおいては、各制御弁Vがそれぞれ一つのセクションを構成しており、制御弁ユニットCVはこれらセクションを複数組み合わせてなるものである。さらに詳しくは、制御弁ユニットCVには、図3に示すように、方向切換弁41を含む電磁比例弁45にて構成されるセクションが複数設けられ、また、図4に示すように、パイロット操作切換弁51で構成されるセクションも設けられている。前述の待機電流100の供給は、図3に示す、電磁比例弁45にて構成されるセクションに対して適用されるものである。
 第1比例弁46の第1ソレノイドS1及び第2比例弁47の第2ソレノイドS2はそれぞれ、制御装置70から供給される電流を受けて、同じセクション(制御弁V)における方向切換弁41にパイロット圧としての作動油を供給して方向切換弁41の切換位置を変更する。
 方向切換弁41の切換動作(位置変更)を行わせるためのパイロット圧(作動油)を供給するために第1比例弁46の第1ソレノイドS1及び第2比例弁47の第2ソレノイドS2の各々に供給する電流をシフト電流101と称するものとする。シフト電流101は前記の最小電流値Imin以上の電流値を有する。
 図6Aは、各セクション(制御弁V)における第1ソレノイドS1(第1比例弁46)及び第2ソレノイドS2(第2比例弁47)への待機電流100の供給パターンの一例を示す。第1ソレノイドS1(第1比例弁46)も第2ソレノイドS2(第2比例弁47)も電流を受けていない時は、方向切換弁41は中立位置41cに配置されている。このとき、第1ソレノイドS1(第1比例弁46)も第2ソレノイドS2(第2比例弁47)も、間欠的に待機電流100の供給を受ける。
 なお、図6Aに示すパターンでは、同一セクションにおける第1ソレノイドS1(第1比例弁46)及び第2ソレノイドS2(第2比例弁47)に対する待機電流100の供給を同時とし、かつ、電流の供給時間も同じ時間としている。
 第1ソレノイドS1(第1比例弁46)も第2ソレノイドS2(第2比例弁47)もシフト電流101の供給を受けない非作動状態の電磁比例弁45に対しシフト電流101を供給して方向切換弁41の切換位置を変更する場合、第1ソレノイドS1(第1比例弁46)及び第2ソレノイドS2(第2比例弁47)のうちの一方にシフト電流101を供給することとなり、もう一方は引き続きシフト電流101の供給を受けず、継続して待機電流100の間欠的な供給を受ける。
 図6Aの例では、方向切換弁41を中立位置41cから第1位置41aに切り換えるため、第1ソレノイドS1(第1比例弁46)にシフト電流101が供給される。その間、シフト電流101の供給を受けずに非作動状態の第2ソレノイドS2(第2比例弁47)に対して、待機電流100が間欠的に供給される。
 第2ソレノイドS2(第2比例弁47)は、第1ソレノイドS1(第1比例弁46)にシフト電流101が供給される前から非作動の状態が継続しているので、前回の待機電流100の供給から、設定された電流の無供給時間を経て、第1ソレノイドS1(第1比例弁46)がシフト電流101の供給を受けている間も待機電流100の供給を受けることとなる。
 図6B及び図6Cは、それぞれ、制御弁ユニットCVにおける複数の制御弁Vの有する電磁比例弁45(45A,45B,45C,45D)に対しての待機電流100の供給パターンの一例を示す。どちらの例においても、複数の制御弁Vに対し、それぞれの電磁比例弁45(ソレノイドS)ごとに異なるタイミングで待機電流100を供給している。
 これにより、複数の電磁比例弁45に対し同時に待機電流100をかける場合に比べて、制御装置70より一度に出力する総電流量を抑え、制御装置70の耐久性向上に貢献する。
 さらに、図6Bの実施形態では、各制御弁Vの電磁比例弁45における第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2がいずれも方向切換弁41の位置変更用のシフト電流101の供給を受けていない場合に、即ち、第1比例弁46及び第2比例弁47がいずれも方向切換弁41に切換動作を行わせるためのパイロット圧を供給していない場合に、その第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2に対して、待機電流100を同時に供給している。
 これにより、複雑になりがちな待機電流100の供給タイミングの制御を少しでも単純にすることができる。また、電磁比例弁45のスプールの両端に当時に待機電流100が供給されるので、待機電流100によって電磁比例弁45が誤作動することを確実に防止できる。
 一方、図6Cの実施形態では、各制御弁Vの電磁比例弁45における第1ソレノイドS1及び第2ソレノイド46bがいずれも方向切換弁41の位置変更用のシフト電流101の供給を受けていない場合に、即ち、第1比例弁46及び第2比例弁47がいずれも方向切換弁41に切換動作を行わせるためのパイロット圧を供給していない場合に、その第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2に対しての待機電流100の供給タイミングを異ならせている。
 これにより、制御装置70より一度に出力する総電流量を抑える効果をさらに高めることができる。
[第2実施形態]
 図7は、別の実施形態(第2実施形態)における作業機の油圧システムHS1を示す。
 以下、第2実施形態の作業機の油圧システムHS1について、上述した実施形態(第1実施形態)と異なる構成を中心に説明し、第1実施形態と共通する構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
 第2実施形態の油圧システムHS1における、第1実施形態の油圧システムHSとは異なる点とは、第1実施形態ではパイロット式の電磁比例弁45にて構成されていた制御弁Vを、直動式の電磁比例弁145にて構成されるものに変更した点である。
<電磁比例弁の説明>
 直動式の電磁比例弁145は、パイロット弁を介することなくソレノイドによって直接スプールを動かして油圧アクチュエータACに対する作動油の流れを制御する弁である。
 即ち、図7に示す電磁比例弁145は、図3にみられるような比例弁46,47を介することなく、スプールの移動方向の一側に第1ソレノイドS1を配し、他側に第2ソレノイドS2を配している。即ち、電磁比例弁145(方向切換弁41)のスプールの一方側への移動に作用するソレノイドを第1ソレノイドS1とし、スプールの他方側への移動に作用するソレノイドを第2ソレノイドS2としている。
 この実施形態では、ブーム制御弁V5が有する電磁比例弁145を第1電磁弁145Aといい、アーム制御弁V6が有する電磁比例弁145を第2電磁弁145Bという。また、バケット制御弁V7が有する電磁比例弁145を第3電磁弁145Cといい、旋回制御弁V8が有する電磁比例弁45を第4電磁弁145Dという。電磁比例弁145は、これら第1電磁弁145A~第4電磁弁145Dを代表しての名称とする。
 図7の電磁比例弁145は、その主弁部が方向切換弁41の如き3位置切換式の方向切換弁となっている。電磁比例弁145は、第1ソレノイドS1または第2ソレノイドS2にシフト電流101が供給されることによるスプールの動きで中立位置45cと第1位置45aとの間、または中立位置45cと第2位置45bとの間で位置が切り換えられる。
 より詳しくは、第1ソレノイドS1にシフト電流101が供給されると、第1ソレノイドS1の励磁で電磁比例弁145のスプールが移動し、中立位置45cにあった電磁比例弁145が第1位置45aに切り換わる。一方、第2ソレノイドS2にシフト電流101が供給されると、第2ソレノイドS2の励磁で電磁比例弁145のスプールが移動し、中立位置45cにあった電磁比例弁145が第2位置45bに切り換わる。
 図7にて示す各電磁比例弁145のソレノイドS1,S2に対する待機電流100の供給パターンや、複数の電磁比例弁145(145A,145B,145C,145D)に対する待機電流100の供給パターンについては、第1実施形態における電磁比例弁45に対する待機電流100の供給パターンと同様である。即ち、前記の、図5,図6A、図6B、図6Cを参照して説明した待機電流100の間欠的な供給パターンが採用される。
<効果>
 上述した作業機の油圧システムHS(HS1)は、作動油によって駆動する油圧アクチュエータACと、油圧アクチュエータACに供給する作動油の流量を切り換える切換動作を行う制御弁Vと、制御弁Vを制御する制御装置70とを備える。制御弁Vは、ソレノイドSを備え、ソレノイドSに供給される電流に応じて切換動作を行う。制御装置70は、ソレノイドSに対し、制御弁Vに切換動作を行わせるためのシフト電流101を供給するとともに、シフト電流101を供給していない時に、シフト電流よりも小さく制御弁Vが切換動作を行わない範囲内の電流値Isを有する待機電流100を間欠的に供給する。
 上記構成によれば、制御弁VのソレノイドSに供給される電流が、長時間にわたって途絶えてしまうということがなくなる。これにより、制御弁VのソレノイドSへの電流の供給が長時間にわたって為されなかったときに、再び供給された電流に対して制御弁Vの動作の開始が遅れてしまうという問題を解消することができる。
 また、上記構成の油圧システムHS(HS1)は、油圧アクチュエータACを複数備え、複数の油圧アクチュエータACにそれぞれ対応する複数の制御弁Vを備えている。制御装置70は、複数の制御弁VのそれぞれのソレノイドSに対し異なるタイミングで待機電流100を供給する。
 上記構成によれば、制御装置70は、複数の制御弁Vに対して一度に待機電流100を供給しないため、待機電流100を流すことによる負荷を低減することができる。
 また、上記構成の油圧システムHSにおいて、制御弁Vは、油圧アクチュエータACへ供給する作動油の流量を切り換える方向切換弁41と、シフト電流に応じて方向切換弁41を動作させるソレノイドSを有する電磁比例弁45とを備えている。
 上記構成によれば、ソレノイドSへの待機電流100の間欠供給による上述の効果を、パイロット式の電磁比例弁45において奏することができる。
 また、上記構成の油圧システムHS(HS1)において、制御弁VのソレノイドSは、制御弁Vの一方側への切換に作用する第1ソレノイドS1と、他方側への切換に作用する第2ソレノイドS2とを含む。制御装置70は、第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2のうち、シフト電流101の供給を受けていないものに対し、待機電流100を間欠的に供給する。
 上記構成によれば、制御装置70が待機電流100を供給することで、シフト電流101の供給を受けていないソレノイドS1又はS2がその後にシフト電流101の供給を受けた時の反応をよくする一方で、シフト電流101の供給を受けているソレノイドS1又はS2には待機電流100を重ねて供給することはないので、油圧アクチュエータACが不慮に動作することをより確実に抑止することができる。
 また、上記構成の油圧システムHS(HS1)において、制御装置70は、制御弁Vにおける第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2がともにシフト電流101の供給を受けていないときに、第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2に対して、待機電流100を同時に供給する。
 上記構成によれば、複雑になりがちな待機電流100の供給タイミングの制御を少しでも単純にすることができる。
 或いは、上記構成の油圧システムHS(HS1)において、制御装置70は、制御弁Vにおける第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2がともにシフト電流101の供給を受けていないときに、第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2に対して、異なるタイミングで待機電流100を供給する。
 上記構成によれば、制御装置70は、第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2に一度に待機電流100を供給しないため、待機電流100を流すことによる負荷を低減することができる。
 また、上記構成の油圧システムHSにおいて、制御弁Vは、第1受圧部42と第2受圧部43とを有し、第1受圧部42及び第2受圧部43に作用するパイロット圧に応じて切換動作を行う方向切換弁41と、第1ソレノイドS1の作用により第1受圧部42に作用するパイロット圧を制御する第1比例弁46と、第2ソレノイドS2の作用により第2受圧部に作用するパイロット圧を制御する第2比例弁47とを有する電磁比例弁45とを備え、制御装置70は、第1比例弁46及び第2比例弁47のうち、方向切換弁41に切換動作を行わせるためのパイロット圧を供給しないものに対して、間欠的に待機電流100を供給する。
 上記構成によれば、第1ソレノイドS1及び第2ソレノイドS2への待機電流100の間欠供給による上述の効果を、パイロット式電磁比例弁である第1比例弁46及び第2比例弁47において奏することができる。
 また、作業機1は、上記構成の油圧システムHS(HS1)を備えている。
 上記構成によれば、待機電流100の間欠供給による上述の効果を、作業機1において奏することができる。
 以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1    :作業機
41   :方向切換弁
45   :電磁比例弁
46   :第1比例弁
47   :第2比例弁
70   :制御装置
100  :待機電流
101  :シフト電流
145  :電磁比例弁
AC   :油圧アクチュエータ
I    :電流値
Imin :(シフト電流の)最小電流値
Is   :(待機電流の)電流値
HS   :油圧システム
HS1  :油圧システム
S    :ソレノイド
S1   :第1ソレノイド
S2   :第2ソレノイド
V    :制御弁

Claims (8)

  1.  作動油によって駆動する油圧アクチュエータと、
     前記油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を切り換える切換動作を行う制御弁と、
     前記制御弁を制御する制御装置と、
     を備え、
     前記制御弁は、ソレノイドを備え、前記ソレノイドに供給される電流に応じて前記切換動作を行い、
     前記制御装置は、前記ソレノイドに対し、前記制御弁に前記切換動作を行わせるためのシフト電流を供給するとともに、前記シフト電流を供給していない時に、前記シフト電流よりも小さく前記制御弁が前記切換動作を行わない範囲内の電流値を有する待機電流を間欠的に供給する、
    作業機の油圧システム。
  2.  前記油圧アクチュエータを複数備え、
     複数の前記油圧アクチュエータにそれぞれ対応する複数の前記制御弁を備え、
     前記制御装置は、複数の前記制御弁のそれぞれの前記ソレノイドに対し異なるタイミングで前記待機電流を供給する、請求項1に記載の作業機の油圧システム。
  3.  前記制御弁は、前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の流量を切り換える方向切換弁と、前記シフト電流に応じて前記方向切換弁を動作させる前記ソレノイドを有する電磁比例弁とを備えている請求項1又は2に記載の作業機の油圧システム。
  4.  前記制御弁の前記ソレノイドは、前記制御弁の一方側への切換に作用する第1ソレノイドと、他方側への切換に作用する第2ソレノイドとを含み、
     前記制御装置は、前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドのうち、前記シフト電流の供給を受けていないものに対し、前記待機電流を間欠的に供給する、請求項1~3のいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。
  5.  前記制御装置は、前記制御弁における前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドがともに前記シフト電流の供給を受けていないときに、前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドに対して、前記待機電流を同時に供給する、請求項4に記載の作業機の油圧システム。
  6.  前記制御装置は、前記制御弁における前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドがともに前記シフト電流の供給を受けていないときに、前記第1ソレノイド及び前記第2ソレノイドに対して、異なるタイミングで前記待機電流を供給する、請求項4に記載の作業機の油圧システム。
  7.  前記制御弁は、
     第1受圧部と第2受圧部とを有し、前記第1受圧部及び前記第2受圧部に作用するパイロット圧に応じて前記切換動作を行う方向切換弁と、
     前記第1ソレノイドの作用により前記第1受圧部に作用するパイロット圧を制御する第1比例弁と、前記第2ソレノイドの作用により前記第2受圧部に作用するパイロット圧を制御する第2比例弁とを有する電磁比例弁とを備え、
     前記制御装置は、前記第1比例弁及び前記第2比例弁のうち、前記方向切換弁に前記切換動作を行わせるためのパイロット圧を供給していないものに対して、間欠的に前記待機電流を供給する、請求項4~6のうちいずれか1項に記載の作業機の油圧システム。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の作業機の油圧システムを備えた、作業機。
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